• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.628-633
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• 2020

본 논문에서는 일회성 시스템이 장기 저장되는 동안 수명을 관리하기 위한 프로그램에 대해 연구하였다. 일회성 시스템은 주로 장기간 저장 또는 비운용 상태로 유지되다 임무수행시 일회성으로 운용되는 특징이 있으며, 일회성에 해당하는 기능은 주로 화약과 같은 시효성 품목을 통해 발휘된다. 이러한 시효성 품목은 저장 기간이 경과됨에 따라 성능과 특성이 변화하는 품목으로서 장기 저장간 정상 상태를 유지하기 위한 수명 관리가 매우 중요하며, 체계적인 수명 관리를 위해서는 관리 기준 설정이 필요하다. 수명 관리 기준과 현재 신뢰도를 비교하여 수명연장을 결정하며, 차기 수명평가 시기를 결정하는 방법을 지수분포와 와이블분포별로 제시한다. 수명평가 결과 시험데이터를 지속적으로 누적하며 수명분포의 모수를 최신화하고 신뢰도 변화를 확인하여, 수명을 연장하거나 만료를 판정한다. 또한, 일회성 시스템인 K000 신관의 ASRP 시험데이터를 활용하여 제안된 수명 관리 프로그램에 따라 수명 관리가 어떻게 이뤄지게 되는지 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.523-526
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• 2010

볼트 몸체의 특정부위를 팽창시켜 결합된 상대물과의 압착을 통해 풀림이 방지되는 볼트를 개발하였다. 볼트 풀림현상은 볼트가 사용되는 분야에서 많은 문제점을 일으켜왔다. 이를 해결하기 위하여 현재 여러 종류의 풀림방지 장치가 개발되어 사용되고 있지만 완벽한 풀림방지기능을 갖는 것은 개발되지 못했다. 이와 같은 문제로 볼트가 적용된 구조물들은 진동, 충격 등의 외부 하중에 의해 풀림이 발생되었고 이를 유지보수하기 위하여 일정 기간마다 다시 조여주어야만 했다. 본 연구는 볼트 내부 형상, 화약량, 공이뭉치를 설계인자로 하여 볼트 몸체 특정부위의 팽창을 조절할 수 있는 기술을 확보하였으며 팽창률에 따른 풀림방지 성능이 선형 비례한다는 것을 확인하였다. 따라서 현장에서 사용될 때 요구되는 풀림 방지기능을 팽창률 제어를 통해 만족시킬 수 있는 풀림방지 볼트를 개발하게 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권3호
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• pp.307-313
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• 2009

우주 발사체의 비행 중에 파이로 충격은 일반적으로 여러 단 분리, 페어링 분리, 그리고 위성 분리 시 화약을 이용한 분리 장치의 작동에 의해 발생하게 된다. 이러한 분리 이벤트 시 고주파 영역까지 큰 가속도가 유발되는 천이 진동 현상이 유발되어 위성 또는 발사체의 전자 장비가 비정상적인 기능을 보일 수 있다. 본 논문에서는 이러한 파이로 충격 절연을 위해 형상기억합금 소재를 적용하여 두 종류의 메쉬 와셔 절연계를 소개하였다. 한 종류는 형상기억합금의 의탄성 효과를 주로 이용하였고 다른 한 종류는 형상기억효과를 주로 이용하였다. 형상기억합금 절연계의 기본적인 하중-변위 선도를 파악하기 위해 압축 시험을 수행하였고 그 결과로 절연 가능성을 확인하였다. 파이로 충격 절연 시험을 수행하여 형상기억합금 절연계의 절연 성능이 뛰어남을 확인하였으며 추가로 랜덤 진동 시험을 통해 각 절연계의 동특성을 살펴보았다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.11-23
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• 2019

군 요구분석부터 시험평가까지 전반적인 단계에 활용 가능한 합성 전장 환경을 구성하기 위해 컴포넌트기반 체계모의환경(AddSIM)이 개발되었다. 또한 AddSIM을 효과적으로 활용하기 위해 표준화된 계층구조를 가지는 무기체계 컴포넌트 모델인 기본체계모델(BSM)이 개발되었다. 본 논문에서는 AddSIM에서 운용 가능한 유도 무기체계의 BSM 상세 설계에 관해 기술한다. 유도 무기체계 BSM은 재사용성과 상호 운용성을 고려해 설계되었으며 조립성을 고려해 상이한 해상도의 하위컴포넌트에 대해서도 동일한 인터페이스를 갖도록 설계되었다. 그리고 컴포넌트 해상도 분류 체계에 따라 각 하위 컴포넌트의 해상도 별 컴포넌트를 정의 및 구현했다. 최종적으로 하위 컴포넌트 조합을 통해 다양한 해상도의 유도 무기체계 모델을 구성하였으며 시뮬레이션을 통해 성능을 비교 분석했다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.293-296
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• 2008

현재의 많은 유도무기들은 발사관에 장착되어 보관 및 이동되다가 필요시 발사된다. 발사관이란 유도탄 즉 미사일등이 외부환경에 노출되지 않도록 유도탄을 둘러싸고 있는 일종의 케이스이며 또한 유도탄 발사시 가이드 역할을 동시에 수행한다. 유도탄과 발사관을 연결하는 방법으로 흔히 사용되는 것으로 탄고정장치를 사용하는데 대표적인 파이로 부품이 폭발볼트이다. 폭발볼트는 화약의 폭발력에 의해 볼트몸체가 절개됨으로써 볼트에 의해 결합되고 있던 부분이 분리된다. 하지만 기존의 폭발볼트는 분리시 파편, 화염 및 pyro-shock이라는 악작용을 수반하므로 사용상 제한을 가지고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 압력카트리지에서 발생하는 압력을 분리력으로 사용할 수 있는 분리장치 즉 볼타입 볼트를 개발하게 되었다. 본 연구에서는 볼타입볼트의 분리현상을 분석하여 분리볼트의 분리성능 안전율을 정량적으로 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.617-628
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• 2019

벤트홀로 연결된 두 개의 가변 체적 챔버를 가지고 있는 파이로테크닉 분리 너트는 복잡한 과정을 통해 분리를 수행하므로 많은 설계 인자를 가지고 있다. 접촉부의 각도, 구성품의 질량, 누름봉 돌출부 안쪽 지름, 환형 챔버의 초기 부피, 확장 챔버의 초기 부피, 화약질량, 벤트홀 지름과 같은 설계 인자들의 변화에 따라 분리 너트의 성능이 어떻게 달라지는지를 파악하면 설계 개선 방향을 결정하는데 도움이 될 수 있다. 이에, 선행 연구를 통해 개발한 파이로테크닉 분리 너트 거동 예측 모델을 이용하여 매개변수 연구를 수행하였다. 다른 설계 인자의 값은 고정한 상태에서 한 설계인자의 값을 독립적으로 변화시키며 분리 시간이 어떻게 달라지는지, 변화의 원인이 무엇인지를 분석하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.545-550
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• 2023

차량 충돌 시 벨트를 잡아당겨 탑승자의 상해 가능성을 최소화하기 위한 안전장치인 프리텐셔너는 화약 폭발 방식으로 구동되므로 화재나 파편이 튀는 2차 사고의 위험이 있으며 사고 발생 후 프리텐셔너 내부의 가스 발생기 뿐만 아니라 매니폴더를 포함한 연결 부품 모두를 교체해야 하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 안전하고 반영구적으로 사용이 가능한 탄성력 기반 프리텐셔너를 제안한다. 기존 프리텐셔너의 작동 원리를 열역학적/동역학적 관점으로 분석한 후 프리텐셔너 전개를 위해 필요한 가스 폭발에너지를 탄성에너지로 변환하였다. 또한 비감쇠 진동해석을 통해 프리텐셔너 작동시간을 확인하였으며 폭발 압력과 전개 시간 조건을 모두 만족하는 스프링 강성을 선정하였다. 스프링 부착 위치에 따른 차량 내부 설치 규격을 고려하여 코일 스프링 형상 및 고정부를 설계하였으며 제작을 통해 탄성력 기반 프리텐셔너의 성능 검증을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.766-773
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• 2021

탄약 등 화약류는 운용 특성 상 반복 및 재현이 불가능한 1회성 품목이다. 시험 과정의 신뢰성, 시험 결과의 신뢰성 확보는 총포 및 탄약의 성능 평가에서 중요한 요소라고 할 수 있다. 사격 후 포강내 압력은 총포류 수락시험, 탄약류 성능 시험 등에서 중요한 값이므로 정확한 계측이 요구된다. 강내 압력은 Cu 계열의 동구게이지를 이용하여 측정한다. 변형된 동구의 압착량은 길이-압력 변환표 또는 변환식에 의해 압력으로 환산된다. 따라서 압착량의 정확한 계측은 압력 값의 정확한 추정과 직결된다. 현재 압력 측정은 작업자에 의해 수동으로 측정되고 있으며, 이는 측정 결과의 신뢰성 측면에서 오차(human error)를 항상 내포하고 있다. 이에 본 연구에서는 계측 오차 발생 요인을 분석하고, 오차를 줄이기 위해 동구 변형량 자동 측정 시스템을 개발하였다. 접촉식 프로브 센서 및 광학계를 이용하여 자동으로 동구 변형 정도를 측정할 수 있도록 하였으며, 동구의 안정적 거치를 위한 지그 또한 설계하였다. 측정 시스템의 운영 및 측정 결과의 분석을 위해 전용 SW 또한 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 자동 측정 시스템은 향후 탄약 저장신뢰성평가시험, 총포 탄약 수락시험 및 기술시험 등에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.86-93
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• 2020

국내 사회기반 시설물의 경우 70년대 이후로 건설되어 향후 신규건설에 대한 수요보다 유지보수에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 전망된다. 더욱이 경주지진과 포항지진 이후로 과거 시공된 시설물의 내진성능에 대한 평가 및 보수 보강 사업이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 보강공법 중 L형 GFRP 외부부착공법을 대상으로 하여 시험체를 설계하고, 에폭시와 화약식 타정 총으로 압력 핀을 시공하는 방법으로 외부부착된 L형 GFRP Plate의 보강효과를 확인하기 위하여 4점 휨 시험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 L형 GFRP Plate의 보강효과를 확인하고, 국내의 "복합신소재시스템에 의한 철근콘크리트구조물의 보강설계 및 시공 지침서"에 따라 L형 GFRP 외부부착공법이 적용된 보의 거동에 대하여 평가하고 에폭시와 압력 핀을 조합하여 시공하는 부착방법의 효용성을 평가하였다. 실험 결과를 분석한 결과 지침에 따른 설계는 부재의 강도를 잘 예측하는 것으로 나타났으나, GFRP Plate 보강재의 손상을 동반하는 고정법의 사용으로 인하여 설계가정의 조건을 만족하는 파괴가 일어나지 않는 것으로 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.92-100
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• 2015

본 연구는 폴리비닐 알코올 섬유 및 강섬유를 체적비율로 1.5% 혼입한 고인성 섬유보강 시멘트복합체에 대한 비상체의 고속충돌시험을 실시하고, 충돌조건에 따른 파괴특성을 실험적으로 검토하는 것을 목적으로 하였다. 비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성을 평가하기 위하여 화약압력식 충격시험장치를 활용하였으며, 충돌속도의 범위는 약 150~1,000m/s로 설정하였다. 파괴특성에 대한 평가결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 섬유를 혼입하지 않은 Plain시험체의 약 3배 이상의 비상체 운동에너지가 작용하는 범위에서도 표면관입의 파괴등급으로 평가되었으며, 시험체가 파단되지 않는 내충격성능이 확인 되었다. 또한, 충돌시험 전후에 대한 시험체의 질량감소율의 경우, Plain시험체는 비상체의 운동에너지의 증가율과 비례적인 관계를 보였지만, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 비상체의 운동에너지의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 특히, 이와 같은 경향은 시험체 배면의 파괴특성과 밀접한 관계를 가지며, S시험체에 비해 PVA시험체의 배면박리 억제효율이 큰 것으로 평가되었다. 한편, 국부손상에 대한 표면관입깊이 및 배면박리깊이의 관계를 검토한 결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 Plain과 달리 시험체 단면의 중앙선을 기준으로 배면에 가까운 영역에서 배면박리가 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 비상체의 충돌에 대한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 주요 파괴거동이 검토되었으며, Plain과 비교하여 내충격성능의 향상을 명확히 확인하였다.