• 한국도로학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.13-24
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• 2006

콘크리트 포장은 모서리(Edge) 부분에 차량 하중이 작용할 때 큰 응력을 받게 되며 이러한 응력은 포장의 거동 및 장기 공용성에 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 콘크리트 포장의 유한요소 모델을 사용하여 콘크리트 포장의 모서리 부분에 복륜 단축, 복륜 복축, 복륜 삼축 등 복륜 다축 하중의 한쪽 차륜이 접하여 작용할 때 포장의 응력 분포와 최대 응력을 분석하기 위하여 수행되었다. 우선 종방향과 횡방향을 따라 응력의 분포 형태를 분석하였고, 콘크리트 슬래브의 두께, 콘크리트 탄성계수, 지반 탄성계수 등이 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 하중 접지면적과 연관된 하중 접지압의 변화에 따른 콘크리트 포장의 응력 분포도 분석하였다. 그리고 콘크리트 포장에서 최대 응력이 어느 위치에서 발생하는지에 대한 연구도 수행하였다. 연구 결과 모서리부 하중에 의한 콘크리트 포장의 최대 응력은 콘크리트의 탄성계수가 증가할수록, 슬래브의 두께가 감소할수록, 그리고 지반 탄성계수가 감소할수록 증가하였다. 하중 접지압의 변화에 따른 최대 응력은 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수의 크기에 따라서는 거의 일정한 변화를 보였으나 슬래브 두께는 얇아질수록 접지압에 따른 최대 응력의 변화가 뚜렷이 보였다. 최대 응력이 생기는 횡방향의 위치는 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수에는 무관하게 일정하다. 하지만 슬래브의 두께는 두꺼워질수록 최대 응력의 횡방향 상 위치가 모서리에서 내부로 이동한다. 종방향의 최대 응력이 생기는 위치는 단축과 복축 하중일 경우는 축의 위치이며, 삼축 하중일 경우에는 콘크리트 탄성계수나 슬래브 두께가 증가하던지 또는 지반 탄성계수가 감소하면 최대 응력이 생기는 종방향 상 위치가 양쪽 바깥축에서 중간축의 위치로 바뀌게 된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권6호
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• pp.167-174
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• 2013

High speed rotor systems with magnetic bearings have been the subject of much research in recent years due to the potential for active vibration control. In this thesis, optimal design was conducted for an 8-pole heteropolar magnetic bearing used in the flexible rotor of a turbo blower. In connection with bearing stiffness, this optimal design process was conducted using a genetic algorithm(GA), which is based on natural selection and genetics. The maximum stiffness of the magnetic bearing-rotor was found by considering the critical speeds of the flexible rotor. As a result, the magnetic bearings were optimized to have maximum stiffness.

• Earthquakes and Structures
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• 제1권1호
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• pp.43-67
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• 2010

A gradient-based evolutionary optimization methodology is presented for finding the optimal design of both the added dampers and their supporting members to minimize an objective function of a linear multi-storey structure subjected to the critical ground acceleration. The objective function is taken as the sum of the stochastic interstorey drifts. A frequency-dependent viscoelastic damper and the supporting member are treated as a vibration control device. Due to the added stiffness by the supplemental viscoelastic damper, the variable critical excitation needs to be updated simultaneously within the evolutionary phase of the optimal damper placement. Two different models of the entire damper unit are investigated. The first model is a detailed model referred to as "the 3N model" where the relative displacement in each component (i.e., the spring and the dashpot) of the damper unit is defined. The second model is a simpler model referred to as "the N model" where the entire damper unit is converted into an equivalent frequency-dependent Kelvin-Voigt model. Numerical analyses for 3 and 10-storey building models are conducted to investigate the characters of the optimal design using these models and to examine the validity of the proposed technique.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.32-38
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• 2013

This paper deals with the study on the rotordynamic and experimental analysis of turbine-generator system connected with a magnetic coupling. Although magnetic coupling has been used to torque transmission of chemical processing pump rotating at under 3,600rpm, magnetic coupling in this study is applied to high-speed turbine-generator system using a working fluid that is refrigerant such as ammonia or R-124a. Results of rotordynamic design analysis are as follows. The first, shaft diameter nearest to outer hub of magnetic coupling has a big effect on the $1^{st}$ critical speed of generator rotor. The second, if the $1^{st}$ critical speeds of turbine rotor and generator rotor have enough to separation margin in comparison to rated speed, the $1^{st}$ critical speed of turbine-magnetic coupling-generator rotor train has enough to separation margin regardless of connection stiffness of magnetic coupling. The analytical FE model is guaranteed by impact test on the prototype and condition monitoring such as measurements of vibration and bearing temperature is also performed.

• 소음진동
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• 제8권2호
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• pp.297-305
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• 1998

The finite element method is used for the study of the eigenvalue problems of partially fixed end beams with intermediate elastic supports. The elastic critical loads and natural frquencies of the beams are investigated by changing the numbers of elastic supports and their stiffness, and also by changing Kinney's fixity factor, $f_a$. The relationship between two eigenvalues is established by calculating the corresponding values of $(w/w_n)^2$ through changing $(P/P_{cr})$ values. The results of this study are as follows : (1) The elastic critical loads and natural frequencies of beams increase with increases in Kinney's fixity factor, $f_a$ and with the increased numbers of intermediate elastic supports. (2) The relationship between elastic critical loads and the natural frequencies of partially fixed end beams with intermediated elastic supports is $P/P_{cr} + (w/w_n)^2/ = 1$ without regard to Kinney's fixity factor, the stiffness of elastic supports, or the number of elastic supports.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.92-99
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• 2005

30톤 추력급 터보펌프에 대한 회전체 동역학 해석이 수행되었다. 연료펌프와 터빈에 의해서 유발되는 공력 및 수력 하중이 볼 베어링과 비접촉식 실의 강성 및 감쇠 예측을 위하여 고려되었다. 임계 속도의 분리 안전 여유와 회전체 부품의 팁 변위를 예측하기 위하여 임계 속도 해석과 질량 불평형 응답 해석이 수행되었다. 정확한 해석을 위하여 3차원 유한요소법을 사용하였고 1차원 전달함수 행렬법의 결과와 비교하였다. 탄성 링을 추가적으로 장착함으로써 베어링 지지부의 강성 제어를 통하여 충분한 공진 분리 여유의 확보가 가능함을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권5호
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• pp.583-594
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• 2018

A theoretical formulation based on the linearized potential theory, the Descartes' rule and the extremum optimization method is presented to calculate the critical distance of lifting points of the fully balanced hoist vertical ship lift, and to study pitching stability of the ship lift. The overturning torque of the ship chamber is proposed based on the Housner theory. A seven-free-degree dynamic model of the ship lift based on the Lagrange equation of the second kind is then established, including the ship chamber, the wire rope, the gravity counterweights and the liquid in the ship chamber. Subsequently, an eigenvalue equation is obtained with the coefficient matrix of the dynamic equations, and a key coefficient is analyzed by innovative use of the minimum optimization method for a stability criterion. Also, an extensive influence of the structural parameters contains the gravity counterweight wire rope stiffness, synchronous shaft stiffness, lifting height and hoists radius on the critical distance of lifting points is numerically analyzed. With the Runge-Kutta method, the four primary dynamical responses of the ship lift are investigated to demonstrate the accuracy/reliability of the result from the theoretical formulation. It is revealed that the critical distance of lifting points decreases with increasing the synchronous shaft stiffness, while increases with rising the other three structural parameters. Moreover, the theoretical formulation is more applicable than the previous criterions to design the layout of the fully balanced hoist vertical ship lift for the ensuring of the stability.

• 항공우주기술
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• 제6권1호
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• pp.201-208
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• 2007

75톤급 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 연료펌프 및 터빈에 대한 회전체 동역학 설계가 이루어졌다. 후방 베어링으로부터 터빈까지의 거리를 베어링 하중 설계에 대한 설계 변수로 고려하였고, 터빈의 질량 및 전방 베어링과 후방 베어링의 강성을 변화시키면서 회전속도에 따른 비동기 고유진동수 해석을 수행하여 연료펌프/터빈의 임계속도를 고찰하였다. 터빈의 큰 관성으로 인하여 전방 베어링의 강성이 임계속도에 미치는 영향은 무시할만 한 것으로 나타났다. 후방 베어링의 강성이 $2{\times}10^{8}N/m$ 이상일 경우, 장축의 후방 베어링 간 축길이 및 20 kg이하의 터빈 질량에서 연료펌프/터빈 회전체의 임계속도는 설계속도 11,000 rpm 대비 70% 이상에 있음이 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권7호
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• pp.688-694
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• 2008

볼 베어링과 펌프 비접촉 실의 동특성을 고려하여 고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 회전체동역학 해석이 수행되었다. 회전 고유진동수와 감쇠비를 예측하기 위하여 회전속도에 따른 복소 고유치 해석이 수행되었다. 동기 회전체 질량 불평형 응답과 시간 과도 응답 해석을 통하여 회전체의 임계속도와 불안정 운전 시작 속도가 확인되었다. 수치 해석 결과로부터 후방 베어링 강성이 임계속도와 불안정성 예측에 있어서 가장 중요한 인자로 확인되었는데, 이는 1차 모드가 터빈부 회전축 굽힘 모드인 것에 기인한다. 임계속도에 있어서 펌프 실의 영향은 후방 베어링 강성이 감소할수록 그리고 전방 베어링 강성이 증가할수록 확대되는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.92-97
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• 2006

케이징 구조 유연성을 고려한 30톤 추력급 터보펌프에 대한 임계 속도 해석이 수행되었다. 로터와 케이징을 포함한 전체 모델에 대한 3차원 유한요소법이 회전체 동역학 특성을 예측하기 위하여 적용되었다. 케이징 구조 유연성의 영향을 고찰하기 위하여 로터 단독 모델과 고정-고정 및 자유-자유 경계조건을 갖는 로터-케이징 연계 모델에 대한 수치 해석이 이루어 졌다. 무부하 하중 조건과 부하 하중 조건에서의 볼 베어링 강성이 각각 진공 조건과 실제 엔진 장착 조건에서의 작동을 모사하기 위하여 사용되었다. 수치해석 결과로부터 케이징 구조 유연성의 영향이 터보펌프의 임계 속도를 감소시킴을 확인하였다. 특히, 높은 베어링 강성을 갖는 부하 로터 조건에서 낮은 베어링 강성을 갖는 무부하 로터 조건에 비하여 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다.