• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.150-168
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• 1991

본 연구에서는 압축최종강도(壓縮最終强度)를 기준으로 한 이중갑판구조(二重甲板構造)의 실용적인 안전성(安全性) 및 신뢰성(信賴性) 평가법을 제안한다. 이를 위하여 선체상갑판(船體上甲板)에 작용하는 압축응력(壓縮應力)을 기존의 선급규정에 의해 근사적으로 추정하며, 압축최종강도(壓縮最終强度)는 이상화구조요소법(理想化構造要素法)을 적용하여 해석한다. 초기(初期)처짐 및 잔류응력(殘留應力)의 영향과 국부좌굴(局部挫屈) 및 전체좌굴(全體挫屈)의 상관효과(相關效果)를 고려한 이상화판요소(理想化板要素)를 정식화한다. 이상화판요소(理想化板要素)의 정도(精度)와 유용성(有用性)은 단위(單位) 판부재(板部材) 및 상자형 용접구조물(熔接構造物)에 대한 기존의 실험결과(實驗結果) 또는 유한요소해석결과(有限要素解析結果)와 비교하여 확인한다. 본 제안법을 이중선각구조설계(二重船殼構造設計)개념하에서 설계된 정유운반선(精油運搬船)의 갑판구조(甲板構造)의 안전성(安全性) 및 신뢰성평가(信賴性評價)에 적용하고, 초기처짐, 잔류응력(殘留應力)등의 영향과 고장력강(高張力鋼)을 사용한 경우의 효과등에 대해 고찰한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.455-463
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• 2012

본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.147-156
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• 2012

최근 몇 년간 보-기둥 접합부에 영향을 줄 수 있는 경사기둥을 포함한 비정형 구조 시스템을 가진 초고층 빌딩이 증가하고 있다. 경사기둥-보 접합부에 외력이 작용 시 전단과 휨 모멘트의 분포가 정형화된 보-기둥 접합부와 상이하여 접합부의 파괴모드, 전단강도, 연성능력 및 에너지소산능력이 변화할 가능성이 크다. 이 연구에서는 6개의 철근콘크리트 경사기둥-보 접합부($90^{\circ}$, $67.5^{\circ}$, $45^{\circ}$) 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 실험 결과에 의하면 경사기둥-보 접합부에서 비대칭 파괴가 발생하였으며 수직기둥-보 접합부에 비해서 최대하중과 에너지소산능력이 감소하는 것으로 나타났다. 이것은 경사기둥으로 인해 발생되는 접합부의 상이한 모멘트 분포와 압축력만 받는 수직기둥과 다르게 경사기둥이 압축력뿐 아니라 인장력도 작용하기 때문이다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.47-58
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• 2008

대공간 구조는 형태저항구조로서, 기둥-보로 구성되는 일반적인 건축골조구조가 설계외력에 대해 휨 및 전단으로 저항되는 것에 반해, 구조물의 내부에 기둥이 없는 공간을 내포하는 대공간 구조는 축력 및 면내 단면력에 의해 저항되는 경우가 대부분이다. 이러한 특성상 공간구조에는 일반적으로 장스팬이 사용되는 경우가 많으며, 그 결과 일반적인 골조와는 달리, 부재에 발생하는 변형도가 작은 경우에도 큰 변형이 발생하는, 즉 대변형 혹은 유한변형을 동반하게 된다. 일반적으로 수치해석에 있어 비선형 해석이란 기하학적 비선형 및 재료적 비선형, 또는 이 두 가지를 동시에 고려한 복합 비선형 해석을 들 수가 있다. 본 논문에서는 유한요소법으로 기하학적 비선형을 고려한 비선형 평형방정식을 적용하고, 부재의 응력-변형률 관계를 이용하여 재료적 비선형성도 함께 고려하였다. 사용된 수치해석 기법은 불안정 경로의 해를 찾아갈 수 있는 호장법을 적용하여 하중-변위 곡선을 추적하였다. 또한, 해석 결과는 범용 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 비교 검토하였다. 본 연구의 수치 해석결과 제시한 평면 및 공간 트러스의 비탄성 비선형 거동을 정확하고 효율적으로 예측 가능한 것으로 나타났다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.96-107
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• 2013

초고층 건물공사에서 타워크레인의 양중계획은 전체 공사의 성패를 좌우할 수 있는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 타워크레인의 양중계획에 있어 양중시간은 기본적인 요소 중 하나로 이를 바탕으로 양중부하 및 타워크레인을 선정하기 때문에 양중계획을 위해서는 정확한 양중시간의 예측이 필요하다고 할 수 있다. 현재 초고층 공사의 양중시간 예측은 기존의 실적자료와 시뮬레이션을 이용하여 수행하고 있지만 양중작업에 영향을 미치는 환경적인 요인에 대해서는 충분히 고려되지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 양중작업에 영향을 크게 미치는 바람을 시뮬레이션에 반영하여 초고층 공사의 타워크레인 양중시간을 예측하는 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 시뮬레이션 분석 결과 바람의 영향을 반영한 양중시간은 높이가 올라갈수록 증가하였으며, 초고층부의 경우 기계적 양중시간보다 바람의 영향에 의한 양중 지연시간이 더 크다는 것을 알 수 있었다. 또한 연구 대상지인 서울의 풍속은 4월이 강하고 10월이 약하게 나타났으며, 양중시간을 예측한 결과 둘 간의 큰 차이가 발생함을 알 수 있었다. 이 같은 결과는 향후 초고층 타워크레인 양중계획 시 바람이 양중에 미치는 영향을 예측하고 이를 고려하여 실제 상황과 동일한 양중계획을 세우는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.471-480
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• 2002

본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500 m에 처분 시 사용되는 처분용기의 기본 구조설계에 필요한 처분용기 구조물에 대한 열응력 해석을 수행하였다. 일반적으로 고준위폐기물 처분용기는 지하 수백 미터에 위치하는 화강암 등의 암반 내에 설치하게 되는데, 이 때 처분용기는 내부 바스켓에 채워진 사용 후 핵연료다발의 높은 온도에 따른 열발생에 의하여 내부 주철삽입물 및 외곽쉘에 발생하는 열응력에 견디어야 한다. 따라서 본 논문에서는 처분용기 내부의 핵연료 다발의 열발생을 고려한 열응력 해석을 수행하였다 해석 방법은 유한요소법을 사용하였다. 직접 유한요소해석코드를 작성하는 대신에 구조물의 복잡성 및 유한요소개수의 많음을 고려하여, 상용 유한요소해석 코드인 NISA프로그램을 이용하여 열응력 해석을 수행하였다 해석 결과 처분용기에 가해지는 심지층 지하수압 및 벤토 나이트 버퍼의 팽윤압에 추가하여, 고온의 내부 핵연료다발에 의한 열하중이 작용하더라도 처분용기의 내부 주철삽입물에 발생하는 응력은 주철의 항복응력 보다 여전히 작아 처분용기는 구조적으로 안전함이 확인되었다

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.477-483
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• 2013

현재 사용되는 윈드라스 베이스 프레임은 큰 외부적 하중에도 높은 강성을 얻기 위해 큰 부피와 많은 비용을 들여 설계되어진다. 본 연구에서는 기존의 윈드라스 베이스 프레임이 가지고 있는 높은 강성과 구조 경량화를 동시에 만족 시킬 수 있는 최적형상의 개념 설계를 도출하는 것이 목적이다. 따라서 초기 모델에 대한 유한요소해석을 바탕으로 하여 위상 최적화, 치수 최적화 기법을 적용하여 개념 설계를 진행하였으며 초기 모델과 최적화된 모델을 비교하여 결과로 나타내었다. 그 결과 위상 최적화 결과 초기 모델보다 응력은 약 6MPa 상승하였고 질량은 약 560kg 감소하였다. 또한 치수 최적화의 경우 초기 모델보다 응력은 약 7MPa 상승하였지만 질량은 약 1,560kg 감소한 형상을 얻을 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권6호
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• pp.50-55
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• 2011

The fluid power products are widely used in current industrial area such as automation of products and equipment assembly, high-tech machine tool, aircraft, train, and etc. As the development of industry is in progress, the development of the fluid power products is demanding and it is required in every industrial area. This research proposed a pneumatic system to evaluate displacement accuracy of the pneumatic actuator without external load and to analyze capability of integration of the valve system. The pneumatic system consisted of a combination of pneumatic actuator, four two-port valves, two three-port valves, two pressure valve, a check valve, two proximity sensors, and a program logic controller (PLC). The position controller is based on the PLC connected with the proximity sensors. The maximum air pressure applied for tests was $49.05N/cm^2$ and the displacement accuracy of a stroke was measured using a dial gauge. The supply- and discharge-side of air pressure and the length of the stroke of the pneumatic cylinder were varied The test of the position control of the pneumatic cylinder was carried out 50 times at each supply- and discharge-side air pressure of 24.53/34.34, 29.43/39.24, 34.34/44.15, and $39.24/49.05N/cm^2$ and replicated three times. The accuracy of the displacement of the pneumatic cylinder stroke increased as the supply- and discharge-side of air pressure increased with the stroke length of 133mm. Also the displacement accuracy increased as the stroke length increased with the fixed supply- and discharge-side of air pressure of the pneumatic cylinder as 34.34 and $44.15N/cm^2$, respectively. The most accurate displacement of the pneumatic cylinder was obtained at the supplyand discharge-side of air pressure of 39.24 and $49.05N/cm^2$, respectively, and strokes of 170 and 190mm.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.343-349
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• 2013

항공기 연료셀은 추락 상황에서 승무원의 생존성과 직결되는 중요 구성품으로 회전익 항공기에 적용되고 있는 내충격성 연료셀은 추락시 승무원의 생존성 향상에 큰 역할을 하고 있다. 미육군은 항공기가 처할수 있는 다양한 상황에서 연료셀이 제 기능을 발휘할 수 있도록 1960년대 초부터 MIL-DTL-27422 이라는 연료셀 개발규격을 제정하여 현재까지 적용해 오고 있다. 해당 개발규격에 규정된 시험 중에서 충돌충격시험은 연료셀의 내충격 성능을 검증하는 시험으로써, 해당 시험을 통과하는 연료셀은 생존가능 충돌환경에서 화재가 발생하지 않아 승무원의 생존성이 대폭 향상될 수 있음을 의미한다. 그러나 충돌충격시험은 작용하는 하중 수준이 너무 높기 때문에 실패 위험성이 가장 큰 시험이기도 하다. 연료셀이 해당 시험을 통과하지 못하는 경우에는 재시험을 위한 비용과 준비기간이 상당히 소요되어 항공기 개발일정에 심각한 지장을 초래할 가능성도 높다. 따라서, 연료셀 설계 초기부터 내충격성능 만족여부에 대한 예측을 위해 충돌충격시험의 수치해석을 통한 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화해야 한다는 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 LS-DYNA에서 지원하는 유체-구조 연성해석 방법인 SPH 방법을 사용하여 연료셀 충돌충격시험 수치 모사를 수행하였다. 수치해석 조건으로 MIL-DTL-27422에서 요구하는 시험조건을 고려하였고, 실물 연료셀의 시편시험을 통해 확보한 물성데이타를 해석에 반영하였다. 그 결과로 연료셀 자체의 응력수준을 평가하고 취약부위에 대한 고찰을 수행하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권4호
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• pp.317-324
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• 2008

이 논문의 목적은 전부주조관에서 교합점의 위치와 교합력의 방향이 합착용 시멘트층 내의 응력에 미치는 영향에 대해서 알아보는 것이다. 하악 제 1대구치상에서 서로 다른 9 개의 교합점과 3가지 교합력 방향을 가진 27가지 조합의 유한요소 모델을 상정하였다. 금관의 소재는 제 3형 금합금이고, 변연의 형태는 chamfer이다. 합착용 시멘트로는 전 층에서 균일하게 $70{\mu}m$의 두께를 가지는 글라스 아이오노머 시멘트가 사용되었다. 금관에는 100N의 하중을 적용하였다. 협측과 설측 변연의 근접도에 따라서 시멘트층 내 응력은 다른 양상을 나타내었다. 협측은 변연으로부터 약 0.5 mm, 설측은 변연으로부터 약 1 mm 내측에서 최대 응력 값을 가졌다. 하중 방향이 치축에 대해 경사가 클수록, 하중점이 교두첨에 근접해 있을수록 더 큰 응력이 발생하였다.