• 제목/요약/키워드: 하중저감

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해상태양광 구조물용 부유식 방파제의 파랑저감성능 평가 (Parametric Study on Effect of Floating Breakwater for Offshore Photovoltaic System in Waves)

  • 김현성;김병완;이강수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.109-117
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    • 2022
  • 기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

선형댐퍼를 이용한 광학탑재체 영상품질개선에 대한 연구

  • 임재혁;김경원;김창호;김원석;황도순
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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    • pp.33.1-33.1
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    • 2011
  • 이 논문에서는 비선형댐퍼를 이용한 광학탑재체 품질개선 방법에 대해 다루었다. 인공위성은 발사 시에 높은 진동하중에 견디어야 하며, 임무 수행 중에는 광학탑재체가 영상을 획득할 수 있도록 지지해주어야 한다. 그러나 인공위성은 자세제어, 데이터 송신, 탑재체 능동냉각을 위한 진동하중 가진 원을 보유하고 있어, 이를 광학탑재체 노출 시 영상품질이 저감되기 쉽다. 이 논문에서는 비선형 댐퍼를 이용해 발사 시에 높은 진동하중에 견디며, 발사 후에는 진동을 절연시켜 영상품질을 개선시키는 방법에 대한 연구를 수행하였다.

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반복 하중을 받는 용접 구조물의 잔류 응력 저감 파악을 위한 유한요소 해석 및 실험적 연구 (Experiments and Finite Element Analysis for the Estimation of Stress Relief in Welded Structures)

  • 양용식;강중규;이장현;김성찬;황세윤
    • 대한조선학회논문집
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    • 제48권3호
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    • pp.238-245
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    • 2011
  • Welding inevitably introduces the residual stresses which affect the fatigue strength of the joint structure. The mitigation of fatigue strength depends on the residual stress magnitude and distribution. Stress relief analyses are of practical interest for all cyclic loaded welded structures, such as ships and offshore structures. In order to estimate the effects of relaxation of residual stresses in the welded structure, this paper presents a finite element analysis procedure and experimental results for the welded structure. Cruciform specimens joint by MAG welding have been tested to measure the released stress. Relieved welding residual stresses obtained by finite element analysis are compared with those measured by experiment.

회전익 표면의 정상하중에 의한 소음의 방사특성 (Radiation Characteristics of Noise Generated by Steady Loading on Rotating Blade)

  • 전원주;이덕주
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.307-314
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    • 2008
  • 회전하는 물체의 표면에 걸리는 정상하중에 의해 발생되는 소음을 이론적으로 해석하여 그 방사특성을 분석하였다. 해석의 편의성을 위해, 물체의 표면에 걸리는 힘은 표면 전체에 고루 분포된 분산하중이 아닌 한 점에 집중된 점하중으로 표현하였고, 소음계산은 엄밀한 Lowson의 하중소음식을 사용하였다. Lowson 식의 각 항들을 수학적으로 보다 자세하게 구분하여 각 항들이 가지는 물리적 특성에 대해 논의하였다. 회전각속도를 변화시켜가며 단일 점하중에 의해 발생되는 소음의 방사특성을 근거리 및 원거리에서 조사하였고 그에 대한 이론적 근거를 제시하였다. 또한 거리에 따른 음압의 크기를 조사하여 근거리와 원거리에서의 음압감소비율 및 회전각가속도의 역할에 대해 논의하였다. 마지막으로, 점하중의 개수가 증가될 때 소음이 오히려 감소하는 현상을 설명함과 더불어 소음저감의 방안과 그 한계점 및 향후 연구주제에 대하여 논의하였다.

초고성능 시멘트 복합체의 초기 재령 구속 수축 및 인장 크리프 특성 (Characteristics of Early-Age Restrained Shrinkage and Tensile Creep of Ultra-High Performance Cementitious Composites (UHPCC))

  • 류두열;박정준;김성욱;윤영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.581-590
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    • 2011
  • 초고성능 시멘트 복합체(ultra-high-performance cementitious conposites, UHPCC)는 우수한 압축강도와 연성을 나타내기 때문에 구조 부재 적용 시 단면을 상당히 감소시키고, 낮은 물-결합재비와 고분말 혼화 재료의 사용으로 높은 수축 변형률이 발생하게 되어 거푸집 및 보강근 등의 구속에 의한 수축 균열의 발생 가능성이 크다. 그러므로 이 연구에서는 UHPCC의 수축을 저감시키기 위한 방법으로 팽창재와 수축 저감제를 조합하여 혼입하고 자유수축과 구속 수축 거동을 평가하여 적합성 여부를 산정하였다. 실험 결과 팽창재와 수축 저감제를 조합하여 혼입한 경우에 약 40~44%의 자유수축 저감 효과를 보였으며, 잔류 인장응력은 약 35%와 47% 감소하였다. 지속적인 구속 하중에 의한 인장 크리프의 발생으로 탄성 수축 응력의 약 61%, 64%가 이완되는 것으로 나타났으며, 따라서 구속 수축 거동을 평가할 때에는 반드시 크리프 효과를 고려해야 한다고 판단되었다. 구속도는 0.78~0.85로 나타났으며 팽창재와 수축 저감제의 혼입에 의한 영향은 미미하였고 콘크리트 링의 두께가 클수록 감소하는 경향을 보였다. 또한, UHPCC의 인장 크리프 변형률을 측정하고 재령에 따라 변하는 구속 하중을 적용한 4-매개 변수 크리프 예측 모델과 비교하였다.

열차 하중 작용 시 특정형상 인공자갈이 혼합된 도상층에서의 침하 거동 평가 (Evaluation of settlement behavior of ballasted layer mixed with specially shaped artificial ballasts under train loading)

  • 김대상
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.35-40
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    • 2020
  • 도상 자갈층은 열차하중을 분산하고 지지하는 중요한 역할을 수행하나, 큰 공극으로 인하여 열차 동하중 작용시 침하가 발생하여 지속적인 유지보수가 필요하다. 본 논문에서는 특정한 형상의 인공자갈 3종류 (정사각 형상, 테트라 포드 형상, 육각 형상) 를 혼합한 도상 자갈층을 2 차원 개별 요소 해석법을 이용하여 모델링하고, 열차 동하중에 의한 도상 층의 침하 특성을 평가하기 위하여 침목에 의한 반복 재하 시험을 실시하였다. 동 해석 결과 침목 하부에서 작은 힘의 전달경로가 형성된 테트라 포드형의 인공 자갈이 포함된 도상 층에서 침하가 가장 작게 발생하였다. 또한, 도상층 내 접촉력 분포로부터 오목 형상을 갖는 테트라 포드 형상을 포함한 인공 자갈 혼합 도상에서 힘의 다중 전달 경로를 형성하기 쉬우며, 이를 통하여 도상 층으로 전달된 열차 하중이 보다 다양한 경로로 균등하게 분산될 수 있는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로부터 반복 열차 하중 재하 시 오목 형상의 인공 자갈이 혼합된 도상 층에서 훨씬 효과적으로 침하 발생을 저감시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 도상 층에서의 이와 같은 침하 저감 효과는 유지보수를 절감할 수 있는 자갈궤도 구조에 대한 가능성을 보여준다.

탄소 섬유관으로 구속된 콘크리트 부재의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of Concrete Filled Carbon Composite Tube)

  • 김희철;이경훈;홍원기;이영학;엄철환
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.1-9
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    • 2006
  • 본 논문에서는 탄소섬유관으로 구속된 무근 콘크리트 원형 및 각형 기둥에 대한 축하중 및 횡하중 재하 실험을 수행하고, 실험결과를 바탕으로 하여 몬테카를로 해석을 이용한 신뢰성 해석을 수행함으로써 탄소섬유관으로 구속된 무근 콘크리트 원형 및 각형 기둥과 탄소섬유관으로 구속된 철근 콘크리트 원형 및 각형 기둥의 두 가지 경우에 대한 강도저감계수를 예측하였다. 해석 결과, 무근의 경우에는 강도저감계수가 0.7로 예측되었고, 철근이 삽입된 경우에는 강도저감계수가 0.85로 예측 되었다. 이러한 계수값은 원형과 각형인 경우 모두 같은 계수값을 보여주었다.

철도연변 지반진동 예측기법 및 전산프로그램 개발 (Development of Analysis Method and Computer Program for Train-induced Ground Vibration)

  • 황선근;엄기영;고태훈;이종재
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.203-210
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    • 2000
  • 최근 대중교통 및 물류 운송 수단으로써 철도의 중요성이 부각되면서 부수적으로 발생되는 열차하중에 의한 환경진동은 국제표준화기구(ISO)의 기준에 반영될 정도로 관심의 대상이 되었다. 하지만 도심지의 시설물 또는 진동원 주위의 주거지역 조성 시, 이에 대한 체계적이고 합리적인 대책은 미흡한 실정이다. 따라서 현재까지 설계 및 시공 시에 주요 인자로 취급되지 않았던 동적 열차하중에 대한 지반진동의 예측과 저감대책의 마련이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 열차하중에 의한 철도연변의 지반진동을 분석/예측하기 위한 열차주행에 의한 하중산정 모델과 이에 의한 토공구간에서의 진동의 지중 전달과정 해석기술 및 전산프로그램을 개발하고 그에 따른 해석치와 실측치를 비교 검증하였다.

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