• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.561-568
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• 2013

7,000lb 급 헬리콥터를 위한 무베어링 로터 허브 시스템을 설계한 후, 무베어링 로터 허브 시스템의 주요 구성품 중 하나인 유연보에 대해 요구수명 8,000시간을 만족하는지 확인하기 위한 피로해석을 수행하였다. 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하였으며, 정적구조해석을 통해 피로손상에 취약할 것으로 예상되는 두 단면에 대한 피로해석을 수행하였다. 구조해석을 위해 VABS를 사용하여 유연보 단면 형상에 대한 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 계산하였고, wohler equation을 적용하여 유연보를 구성하는 두 가지 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 생성하였다. CAMRAD II를 통해 무베어링 로터 시스템의 하중해석을 수행하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 피로해석을 수행하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.10-19
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• 2014

기존의 헬리콥터 로터 시스템에서 기계적 힌지/베어링 부품을 복합재 빔 구성품으로 대체하여 중량과 부품수를 줄인 무베어링 허브 시스템을 설계하였으며, 그 중 중요 구성품인 유연보와 토크튜브에 대한 피로 안전수명 해석을 수행하였다. VABS를 이용한 2차원 단면 해석 수행을 통해 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 도출하였으며 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하여 각 단면에 발생하는 변형율을 계산하였다. 각 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 Wohler equation을 적용하여 생성하였으며, 정적구조해석을 통해 피로파손에 취약할 것으로 판단되는 영역에 대한 피로해석을 수행하였다. 헬리콥터 운영시로부터 구성품에 발생하는 하중은 CAMRAD II를 통해 계산하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준 하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 허브 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 최종적으로 피로 안전수명을 산출하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2001년도 공동학술대회
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• pp.219-224
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• 2001

본 연구는 울진 원자력발전소 5＆6호기 Class 1680, Parallel Gate 16-inch, Motor Operated Valve (Valve ID No. SI-653 and 654)에 부착되는 Equalizing Bypass Pipe Line (EBPL)이 밸브 시스템에 발생시키는 진동하중에 의한 영향을 동적 피로안정성 관점에서 규명하기 위하여 수행된 것이다. Equalizing Bypass Line Part의 최종 설계된 형상을 Fig. 1에 나타내었다. 본 해석을 위하여 운용 중 발생되는 부착부의 잔류진동 레벨이 3축 방향 가속도로 측정되었다. 본 연구에서는 해당 시변 가속도 데이터를 바탕으로 정확한 시간-응력 이력을 얻기 위하여 시간영역에서 천이 진동해석 (Transient Vibration Analysis)을 수행하였으며, 이를 실제적인 피로해석에 활용하였다. 시간영역에서의 천이 진동해석 및 피로해석을 위해 상용유한요소 해석프로그램인 ANSYS (Version 5.6)를 활용하였다.(중략)

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.32-39
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• 2019

항공기 외부에 장착되어 전술임무에 사용되는 센서 포드는 운용기간 동안 예상되는 하중 스펙트럼에 대한 피로수명이 확보되어야 한다. 센서 포드와 같은 임무장비는 해석의 효율성을 고려하여 동적 진동 환경조건을 적용한 주파수 영역의 피로수명 예측방법이 선호되어 왔다. 본 논문에서는 실제 비행체 하중 스펙트럼을 고려하여 정적 및 동적 하중에 의한 응력을 합성한 주파수 영역에서의 피로수명 예측방법을 제안하였다. 기존 해석방법과 비교한 결과 제안된 해석방법은 피로수명이 보수적으로 예측되었다. 그리고 제안된 방법으로 해석한 결과 설계된 센서 포드는 피로수명 요구조건을 만족하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.199-205
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• 2013

본 논문에서는 와이어 하네스의 피로 내구 수명을 예측하기 위해 와이어, 번들, 실차단계의 유한요소 해석 방법론이 연구되었고 이를 위한 피로 내구 시험 기기가 개발되었다. 와이어 하네스 시스템을 구성하는 5가지 종류의 와이어에 대한 응력-수명 그래프를 얻기 위해 개발된 피로 시험기를 이용하여 반복 굽힘 움직임을 인가하였다. 와이어를 구성하는 도선과 피복의 재료 모델링을 위해 혼합의 법칙이 적용된 등가모델을 이용하였다. 번들 해석과 시험을 통하여 와이어 간의 접촉조건과 번들의 테이핑조건이 정립되었다. 와이어 및 번들 단계의 결과들은 실차 단계의 해석에 적용되었다. 실차단계의 해석을 위해 번들과 그로맷으로 구성된 와이어 하네스 시스템을 수치적으로 모델링 하였으며, 차량 문의 개폐조건이 와이어 간의 접촉조건과 함께 적용되었다. 유한요소 해석을 이용한 실차 모델의 피로 내구 해석을 통해 70만회 이상의 피로 수명이 도출 되었으며, 실차 조건의 시험 결과와비교하여 타당성을 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.106-113
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• 2022

본 연구에서는 eVTOL 개인항공기의 개별 블레이드 피치 제어용 선형 구동기 기본설계 모델에 대한 구조 안전성을 검토하였다. Stall 하중에 대한 정적 구조 안전성을 검토하기 위해 유한요소법을 이용한 응력해석을 수행하여 안전여유율을 계산하였다. 또한 선형 구동기의 운용조건에 대한 피로수명을 평가하기 위해 피로 해석을 수행하였다. 다물체 동역학 분석을 통해 블레이드 피치각에 따른 하중이력을 산출하였다. 또한 정하중 해석에 정격하중을 적용하여 응력 분포를 산출하고 피로 해석에 활용하였다. 해석 결과, 선형 구동기의 모든 부품은 0 이상의 안전여유율이 계산되었고, 10⁷ cycles 이상의 피로수명이 산출되어 구조적으로 안전함이 확인되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.64-74
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• 1997

선박의 구조설계 기술의 발전과 고장력강 사용 비율이 증가함에 따라 변동하중에 의한 피로파괴에 대한 필요성과 중요성이 강조되고 있으며 특히 VLCC와 같은 대형선박의 경우에 더욱 중요하게 고려할 점으로 널리 인식되고 있다. 따라서 설계단계에서 피로강도해석을 수행하고 이에 대한 안전성평가를 수행하여 그 결과를 구조설계에 반영함으로써 피로현상에 의한 구조적 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 해야 할 것이다. 본 논문에서는 효율적인 피로강도해석을 위해 응력영향계수의 개념을 도입한 확률적 하중해석, 응력범위의 장기분포, 스펙트럼 피로강도 해석법을 적용한 피로수명의 예측에 대해 기술하였고, 개발한 전산 시스템을 이중선각 초대형 유조선 (D/H VLCC)에 적용한 결과를 다루고 있다. 또한 설계변수들의 불확실성을 고려한 피로강도에 대한 신뢰성 해석도 포함하고 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.47-52
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• 1999

피로시험은 구조설계에 있어서 필수적인 과정으로서, 구조물의 요구수명 만족여부를 판단하기 위해 수행된다. 본 연구에서는 750㎾급 수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개가 요구수명 20년이상 안전하게 운용되어질 수 있는지에 대한 검토를 수행하였다. tan Bond의 실험식과 S-N선형 손상 방법을 사용하여 요구 피로강도를 계산하였으며, 설계된 복합재 회전날개의 유한요소 해석 결과와 비교하기 위해 측정하중 스펙트럼과 Spera의 피로하중 실험식을 이용하여 회전날개에 적용시킬 피로하중을 계산하였다. 계산된 피로하중에 대한 유한요소 해석을 수행하여 검토한 결과, fan Bond의 실험식을 이용하여 예측한 최대 요구 피로강도보다 낮은 범위에 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권1호통권34호
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• pp.37-45
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• 1998

기계 및 구조물의 안전성과 신뢰성 평가를 위하여 금속재료의 피로강도 데이터베이스 시스템을 구축하고, 이를 이용하여 금속재료의 피로수명 분포특성을 검토하였다. 종속도를 이용하여 구성한 관계형 피로강도 데이터베이스 시스템은 일련의 데이터 관리 및 해석작업을 효율적으로 수행하였다. 또한 Robust 방법과 보상오차함수(complementary error function)를 이용한 3-파라미터 Weibull분포의 파라미터 추정법 및 비파손확률를 검토하기 위하여 제안된 새로운 기준식의 타당성을 검토하였다. 조합분포모델을 이용하여 부하응력비와 Weibull분포의 파라미터 항으로 나타낸 피로수명 분포식은 탄소강의 P-R-N 특성을 해석함에 있어서 좋은 결과를 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제22권6호
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• pp.512-518
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• 2003

본 논문에서는 차량시스템의 진동효과를 고려하는 내구평가를 위한 공진내구해석이 수행된다. 공진내구해석을 수행하는데 있어서 주파수응답과 주파수영역의 동하중이 사용된다. 다물체 동역학해석, 유한요소해석 및 피로수명예측기법이 가상내구 평가를 위해 적용된다. 주파수응답과 동하중이력을 얻기 위해 차량 다물체 모델을 이용하여 전형적인 파트홀과 벨지안로를 통과하는 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한다. 공진내구해석기법을 사용하여 승용차의 후방 현가장치에 대한 내구평가를 수행하고 그 결과를 준정적내구해석결과와 비교한다. 본 연구를 통하여 차량 시스템의 공진주파수를 고려한 피로수명을 초기설계 단계에서 효과적으로 평가할 수 있다는 것을 알 수 있다.