• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.345-348
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• 2011

구조요소의 설계에서 유한요소해석은 매우 효과적인 방법이다. 이 방법은 시험 수행에 드는 시간과 비용을 줄여준다. 그러나 공정 과정과 환경에 의하여 생기는 입력 물성치들의 변화 때문에 우리는 유한요소해석의 결과를 전적으로 믿어서는 안 된다. 따라서 유한요소해석의 신뢰성을 증명하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 현장에 축적된 피로 수명 시험 데이터를 바탕으로 유한요소해석을 이용하여 피로수명 파라미터를 역 추정 하는 연구를 수행하였다. 베이지안 접근법을 이용하여 불확실성 피로 수명 파라미터의 사후분포를 구하였고, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 역 추정된 파라미터의 샘플 데이터를 생성하였다. 얻어진 샘플 데이터를 기반으로 새로운 형상의 스프링에 대한 피로 수명을 예측한다. 신뢰성 기반 형상 최적화(RBDO)는 서스펜션 코일 스프링의 요구수명을 만족시키기 위하여 수행된다. 또한 크리깅 근사 모델은 유한요소해석의 연산 량 감소를 위해 이용한다.

• 한국음향학회지
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• 제28권7호
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• pp.646-652
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• 2009

본 논문에서는 점용접 너깃의 피로수명을 고려한 차량 서브프레임의 용접간격 최적화 설계기법이 제안된다. 주파수영역 피로해석기법에 의해 점용접 너깃의 피로수명이 평가된다. 피로해석에서 사용되는 입력 데이터는 벨지안로 프로파일을 통과하는 차량동역학 해석과 차량 서브프레임 유한요소모델의 모드 주파수 해석을 통해 얻는다. 주파수 영역 피로해석으로 부터 얻은 피로수명 결과로부터 용접간격 최적화를 수행 할 설계점들이 선정된다. 점용접 너깃의 피로수명을 최대화시키는 용접간격을 얻기 위하여 4-요인, 3-수준 직교배열 실험계획법이 사용된다. 본 연구를 통하여 최적화된 서브프레임은 초기모델에 비하여 최소 피로수명을 갖는 용접 너깃의 피로수명이 약 65.8 % 증대되는 것을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.611-617
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• 2010

터빈 블레이드와 같은 시스템의 피로수명은 형상 설계변수의 변화에 따라 비선형적으로 복잡하게 나타난다. 방대한 계산시간이 요구되는 이러한 시스템의 CAE 기반 파라메트릭 설계최적화 문제에 근사기법인 크리깅 메타모델 방법이 활용되고 있다. 본 연구에서는 터빈 블레이드의 피로수명을 향상시키기 위하여, 설계변수 변화에 따른 피로수명의 비선형성을 고려함은 물론 직교성과 균형성을 모두 만족하는 다 수준 전산 실험계획법을 수행하여 크리깅 메타모델을 구축하였다. 크리깅 메타모델로부터 만족도 함수를 적용하여 피로 수명을 최적화하였고, 몬테카를로 모의실험법을 적용한 식스시그마 최적설계를 수행하여 피로수명의 결함률을 향상시킨 최적해의 강건성을 확보하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.63-68
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• 2003

쇼트피닝 가공은 금속부품의 피로특성 향상을 위해 대부분 널리 이용되고 있는 방법이다. 쇼트피닝 가공에 있어 재현성이 있고 신뢰할 수 있는 최적화된 피로특성 증가를 위해 가장 중요한 점이 쇼트피닝 변수 조절이다. 본 논문에서는 최적 피닝강도(알멘강도) 조건에 대한 실험적인 연구가 수행되었다. 피로 특성에 관한 최적피닝의 효과를 검토하기 위하여 회전굽힘피로시험법을 채택하였다. 실험 결과 피로강도와 피로수명이 최적피닝 조건에 의해 크게 증가하였으나 언더피닝 및 오버피닝의 경우에는 감소함을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.203-210
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• 2012

주로터 조종 시스템은 헬리콥터의 추력 및 조종력을 담당하는 헬리콥터의 핵심 구성품이다. 주로터 조종 시스템은 스와시플레이트 조립체, 시져 조립체, 피치로드 조립체, 가이드 등으로 구성되어 있으며 추력 및 조종력 등 다양한 하중에 견디고 최적화된 피로 안전 수명을 만족시켜야 한다. 이 시스템 구성품 중 회전형 스와시플레이트는 피치로드 하중과 회전형 시져 하중에 지배적인 영향을 받는 핵심 구성품이다. 본 논문에서는 주로터 조종 시스템의 회전형 스와시플레이트 구성품에 대하여 피로 시험과 FEM 결과 비교를 통해 결과의 정확성을 입증하고, 이를 기반으로 수명을 평가하여 피로 안전수명을 도출하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.39-47
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• 2014

본 연구는 차량용 엠블럼에 대한 세가지 구속 조건들에 의한 구조 해석 결과들을 비교하고 해석한다. 엠블럼 아래쪽에 판과 위에 엠블럼 사이의 기둥의 각도에 의한 영향을 조사함으로서 해석 결과들이 연구된다. 첫 번째 경우는 엠블럼과 평행할 경우와 두 번째는 아래쪽 판과 수직일 경우 그리고 마지막 경우는 엠블럼과 수직일 경우 이렇게 세 가지 경우이다. 구조 및 피로 해석들을 통하여 차량용 엠블럼의 피로 수명과 그 내구성을 연구함으로서 엠블럼 모델을 최적화할 수 있다고 사료된다. 그리고 디자인 면에서의 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.114-123
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• 2011

주조품 설계 및 제조에 있어서 기존의 유동 및 응고 해석뿐 아니라 최근에는 응력 해석 기법의 적용이 대두 되고 있다. 특히 자동차 산업에 있어서 부품의 경량화는 필수 불가결한 선택이며, 이는 설계자 및 제조업체에 복잡하고 얇은 알루미늄, 마그네슘 주물품에 대하여, 치수적인 문제와 강성의 문제를 동시에 해결하도록 요구하고 있다. 또한 경제적인 관점에서 긴 금형 수명이 요구되나 열 및 기계적인 피로 균열인 'heat checking'은 이러한 금형 수명을 저하시키는 가장 흔한 요소이다. 이런 무제를 해결하기 위해 해석 기법을 이용하여 주조 설계 및 공정을 최적화 함으로써 변형의 최소화 및 금형 수명의 최대화를 달성할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 기법을 성공적으로 적용하기 위해서는 주조 공정 해석, 재료 시험, 제품 설계 및 공정 최적화 설계가 통합적으로 이루어져야 한다. 본 고에서는 현재 최신 주조 해석 기법을 이용하여, 주조품 제조 공정에서 발생하는 응력과 관련된 문제들에 대한 수치해석 기법을 살펴보고, 이에 대한 리뷰를 제공하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권8호
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• pp.1512-1519
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• 2002

Most of mechanical failures are caused by repeated loadings and therefore they are strongly related to fatigue. To avoid the failures caused by fatigue, determination of an optimal shape of a structure is one of the very important factors in the initial design stage. Shape optimization fer two types of specimens, which are very typical ones in opening mode in fracture mechanics, was accomplished by the linear elastic fracture mechanics and the growth-strain method in this study. Also shape optimization for a cantilever beam in mixed mode was carried out by the same techniques. The linear elastic fracture mechanics was used to estimate stress intensity factors and fatigue lives. And the growth-strain method was used to optimize the shape of the initial shape of the specimens. From the results of the shape optimization, it was found that shapes of two types of specimens and a cantilever beam optimized by the growth-strain method prolong their fatigue lives significantly. Therefore, it was verified that the growth-strain method is an appropriate technique for shape optimization of a structure having a crack.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.161-166
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• 2003

In order to improve the fatigue lift of a lower control arm in the vehicle suspension, a new shape optimization procedure is presented. In this approach, the shape control point concept is introduced to reduce the numbers of shape design variables. Also, the two-level orthogonal way is employed to evaluate the design sensitivity of fatigue life with respect to those shape design variables, because the analytical design sensitivity information is not directly supplied from the commercial CAE softwares. In this approach, only the six design variables are used to approximate the shape of lower control arm. Then, performed are only 10 fatigue life analyses including the baseline design, 8 DOE models and the final design. The final design, the best combination obtained from the sensitivity information, can maximize the fatigue lift nearly two times as that of the baseline design, while reducing the 12 percentage of weight than it.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.35-42
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• 2008

원자력발전소에서는 열교환 파이프에서 발생하는 열피로 균열을 비파괴 탐상장비를 이용하여 조기에 발견하는 것이 안전을 위해 매우 필요하며, 따라서 이를 모사한 인공균열시편 제작에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 이러한 균열은 일반 기계가공으로 제작하는 것이 불가능하여 실제 조건과 유사한 열 반복하중 하에서 제작될 수밖에 없는데, 이를 위해 많은 시간이 소요된다. 본 연구에서는 크랙성장 시뮬레이션 기법을 이용하여 이러한 균열 제작시간을 단축하기 위한 최적의 열하중 조건을 찾고자 하였다. 이를 위해 임의조건에서 시뮬레이션 및 열피로균열 발생 기초실험을 수행하여 균열 초기수명과 진전수명을 검증하였고, 이를 바탕으로 다양한 가열 및 냉각시간을 시뮬레이션 함으로써 제작시간을 최소화하는 열하중 조건을 구하였다. 시뮬레이션에서는 응력해석을 위해 상용 소프트웨어 ANSYS를 초기균열수명 계산을 위해 수치계산용 소프트웨어 ZENCRACK을 이용하여 코딩을 균열진전수명 평가를 위해 ZENCRACK 소프트웨어를 이용하였다. 그 결과 1mm 균열 제작에 소요되는 시간은 초기의 418시간에서 319시간으로 24% 단축되는 것으로 예측되었다.