• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.61-68
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• 2007

대공간구조에서 접합부의 신뢰도는 매우 중요하다. 접합부에 사용되는 고력볼트의 나사부 유효단면적은 축부단면적보다 작고 볼트 축부에 락핀용 구멍이 있기 때문에 볼트 나사부 또는 락핀용 구멍에 응력집중 현상이 발생하여 취성 파단이 발생할 우려가 높다. 특히 접합부는 직렬형 구조로 이루어져 있다. 따라서 접합부에서의 극한상황시 파괴유형은 필히 취성파괴를 피해야 하며 연성파손으로 유도해야 한다. 따라서 본 연구에서는 볼 조인트 접합부의 소성변형능력을 향상시키고 현장에서 발생할 수 있는 시공오차의 흡수가 가능하도록, 볼트의 나사부나 핀부의 취성파단 없이 소성변형능력 향상을 목표로 하였다. 에너지흡수형 볼트를 사용함으로써 소성변형능력이 향상된 스페이스 프레임의 접합상세를 제안하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.179-184
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• 2005

In the present study, conceptual design of the main wing for 20 seats WIG{wing in Ground Effect) flight vehicle, which will be a high speed maritime transportation system for the next generation, was performed. The high stiffness and strength Carbon-Epoxy material was used for the major structure and the skin-spar with a foam sandwich structural type was adopted for improvement of lightness and structural stability. As a design procedure for this study, firstly the design load was estimated with maximum flight load, and then flanges of the front and the rear spar from major bending load and the skin structure and the webs of the spars were preliminarily sized using the netting rules and the rule of mixture. In order to investigate the structural safety and stability, stress analysis was performed by Finite Element Codes such as NASTRAN/PA TRAN[6] and NISA II [7]. From the stress analysis results, it was confirmed that the upper skin structure between the front spar and rear spar was very unstable for the buckling. Therefore in order to solve this problem, a middle spar and the foam sandwich structure at the upper skin and the web were added. After design modification, even thought the designed wing weight was a little bit heavier than the target wing weight, the structural safety and stability of the final design feature was confirmed. Moreover, in order to fix the wing structure at the fuselage, the insert bolt type structure with six high strength bolts was adopted for easy assembly and removal.

• Composites Research
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• 제28권3호
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• pp.104-111
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• 2015

본 연구에서 자연 섬유를 적용한 500W급 수평축 풍력 터빈 블레이드의 구조 설계 연구를 수행하였다. 기존의 유리섬유 재질 적용 블레이드와 아마 섬유 재질 적용 블레이드의 구조 설계 결과를 비교하였다. 블레이드의 구조 설계는 단순 설계 및 혼합 설계 기법를 적용하여 설계를 수행하였다. 설계된 블레이드의 구조적 안전성은 상용 유한요소프로그램을 사용하여 다양한 하중에 따라 선형 정적해석, 변형 해석, 좌굴 해석을 수행하였다. 제작공법으로는 RIM를 채택 하였으며, 시제품 제작을 통해 자연섬유에 완전 침투까지 요구된 시간을 Poly-worx 프로그램 해석 결과와 제작 결과를 비교하였다. 제작된 시제품 블레이드는 변형률, 고유 진동수, 변위 시험을 수행하여 구조해석 결과와 비교하였다. 비교 결과에 따라 해석 결과와 시험 결과가 잘 일치함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권12호
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• pp.1007-1013
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• 2009

The purposes of this study are to evaluate the power performance through CFD analysis and structural integrity through uni-directional FSI analysis in aerodynamic design and structure design of wind turbine blade. The blade was designed to generate the power of 2MW under the rated wind speed of 11 m/s, consisting of NACA 6 series, DU series and FFA series airfoil. The inside section of the blade was designed into D-spar structure and circular stiffener was placed to reinforce the structural strength in the part of hub. CFD analysis with the application of transitional turbulence model was performed to evaluate the power performance of blade according to the change of TSR and 2.024MW resulted under the condition of rated wind speed. TSR of 9 produced the maximum power coefficient and in this case, Cp was 0.494. This study applied uni-directional FSI analysis for more precise evaluation of structural integrity of blade, and the results of fiber failure, inter fiber failure and eigenvalue buckling analysis were evaluated, respectively. For the evaluation, Puck's failure criteria was applied and the result showed that fiber failure and inter fiber failure did not occur under every possible condition of the analysis. As a result, power performance and structural integrity of 2 MW blade designed in this study turned out to satisfy the initial design goals.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.358-362
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• 2016

원추형 복합재 튜브는 우주 항공, 비행체, 잠수함 등 큰 구조물뿐만 아니라 자전거 프레임, 낚시대, 골프채 등 레저용품에도 적용이 되면서 정적-동적 거동에서의 기계적 물성 예측의 중요한 연구 분야로 대두되고 있다. 일반적으로 원추형 복합재 튜브의 기계적 물성 예측은 진동, 굽힘, 좌굴에 관하여 많은 연구가 진행되었지만, 복합재료의 섬유 배향 각이 일정하다고 가정하고 기계적 거동을 분석한 것이 대부분이기 때문에 섬유 배향 각이 원추형 복합재 튜브 구조물의 기계적 물성에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 섬유 배향 각을 고려한 원추형 복합재료 튜브의 정적 거동에 따른 기계적 물성을 예측하기 위해 수식을 도출하고, 자전거 프레임에 적용하기 위한 다양한 설계 파라메터의 영향을 고찰하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.698-707
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• 2011

이 연구는 유한요소법을 이용하여 집중질량을 갖고 비균질한 지반에 놓은 변단변 후판 구조물에 대한 동적 안정해석이다. 해석을 위하여 유한요소법을 이용하여 해당구조물의 고유진동수와 좌굴하중을 구하여 기존해와 비교하여 프로그램을 검증하였다. 비균질 Pasternak 지반에 놓인 변단면으로 집중질량을 갖는후판의 동적안정 해석을 통하여 판의 불안정 영역이 결정된다. 무차원 Winkler 지반강성은 100, 1000을 적용하였고, 무차원 전단지반강성은 5로 하였다. 그리고 변단면율은 0.25, 1.0, 집중질량비는 0.25, 1.0 그리고 면내응력은 $0.4{\sigma}_{cr}$을 적용하여 해석하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제6권1호
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• pp.71-85
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• 2006

This paper presents the results of a series of tests carried out on cold-formed steel rectangular hollow and concrete infilled beam to column connections and frames. A stub column was chosen such that overall buckling does not influence the connection behaviour. The beam chosen was a short-span cantilever with a concentrated load applied at the free end. The beam was connected to the columns along the strong and weak axes of columns and these connections were tested to failure. Twelve experiments were conducted on cold-formed steel direct welded tubular beam to column connections and twelve experiments on connections with concrete infilled column subjected to monotonic loading. In all the experiments conducted, the stiffness of the connection, the ductility characteristics and the moment rotation behaviour were studied. The dominant mode of failure in hollow section connections was chord face yielding and not weld failure. Provision of concrete infill increases the stiffness and the ultimate moment carrying capacity substantially, irrespective of the axis of loading of the column. Weld failure and bearing failure due to transverse compression occurred in connections with concrete infilled columns. Six single-bay two storied frames both with and without concrete infill, and columns loaded along the major and minor axes were tested to failure. Concentrated load was applied at the midspan of first floor beam. The change in behaviour of the frame due to provision of infill in the column and in the entire frame was compared with hollow frames. Failure of the weld at the junction of the beam occurred for frames with infilled columns. Design expressions are suggested for the yielding of the column face in hollow sections and bearing failure in infilled columns which closely predicted the experimental failure loads.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.72-85
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• 2001

선박 판부재를 대상으로 중요한 하중경우의 하나인 양축방향 면내하중을 작용시키면서 이중판의 폭, 길이, 두께 및 주판(main plate) 부식 영향 등의 각종 파라메타 영향에 따른 이중판의 정적 강도평가를 주판의 접촉효과를 고려한 탄소성 대변형 비선형 시리즈 구조해석을 수행하였으며 이들 해석 결과로부터 각 파라메타의 변화에 따른 강성과 강도 특성을 분석하였다. 또한 이중판의 보강 효과가 최소한 새판으로 치환 보수한 평판 강도 수준으로 설계되어야 하므로 이를 손쉽게 파악할 수 있게 이중판으로 보강된 판부재를 등가 평판 두께로 환산할 수 있는 간이 평가식을 개발하였다. 이 개발식을 이용하여 각 이중판 설계의 영향인자 변화에 따른 등가 평판두께의 증감 정도를 파악하고 이로부터 적어도 새판으로 보수한 평판강도에 달할 수 있게 양축방향 면내 압축하중을 받는 이중판의 설계지침을 제시하였다. 마지막으로, 개발된 등가 평판 도출식은 고정밀 좌굴강도 평가식과 서로 일정한 상관관계가 있음을 확인하고 관계식을 정립하였다. 이 관계식을 각 경우별로 축적하여 앞으로 일일이 구조해석을 수행하지 않고도 설계된 이중판 강도를 등가 평판두께로 제시할 수 있는 간이 추정식의 개발에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권4호
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• pp.336-342
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• 2016

H-CSR(Harmonized Common Structural Rules) integrating CSR-BC(Common Structural Rules for Bulk Carriers) and CSR-OT(Common Structural Rules for Double Hull Oil Tankers) came into effect in July of 2015, so that bulk carrier and double hull oil tanker should comply with this rules. So far, several studies for trend analysis of requirements of structure scantling based on H-CSR have been carried out briskly. However, those studies are rare to apply H-CSR in actual structural design of ships, especially bulk carriers. In this study, an automated system for compartment arrangement is used to search the design case that minimizes still water bending moment(S.W.B.M) in 38k bulk carrier designed by Far East Ship Design & Engineering Co. Ltd. Also, various structural design cases are considered by changing arrangement of structural members to reduce ship weight. The SeaTrust-Hullscan software developed by Korean Register is used to perform structural design of ships based on mother ship and proper design cases are selected by user. The DSA(Direct Strength Analysis) is performed to evaluate structural safety for the yielding and buckling analysis by using MSC Nastran software. The effect of weight reduction is verified by comparison of ship weight between mother ship and the selected design cases.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.222-227
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• 2011

드로퍼는 전차선로에서 여러형태의 클램프로 취부되어 전차선이 수평으로 유지하도록 지지하고, 판토그라프가 통과할 때 굽힘에 대한 기계적 응력에 영향을 받는다. 고속선용 드로퍼의 파단 원인을 조사하기 위해, 이론적 분석 및 시험을 실행하였다. 본 논문에서 사전이도에 의한 드로퍼의 정적 하중을 계산하였고, 시험에서 측정된 값과 유사하였다. 드로퍼 와이어의 파단원인을 분석하기 위해 현장에서 파단된 시료는 SEM 분석을 하였고, 새 시료도 일부 병행하며 시행하였다. 마지막으로, 고속열차가 300km/h로 통과할 때 드로퍼에 대한 동적 하중의 변화를 측정하였다. 기계적 하중이 반복적으로 발생될 때, 드로퍼 와이어는 피로에 의해 파단될 것이다. 이 결과는 고속전차선로 유지보수의 특별 관리와 드로퍼의 수명평가를 하는데 활용될 수 있을 것이다.