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경량형 시트 쿠션 익스텐션 모듈 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Lightweight Seat Cushion Extension Module)

  • 장한슬;최성규;박상철;임헌필;오으뜸
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.200-207
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    • 2016
  • 자동차 시트는 운행 중에 운전자와 항상 같이 움직이는 핵심부품으로 다양한 기능과 편의장치를 포함하는 제품의 개발이 활발히 진행되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 경량화 소재를 적용한 경량형 시트 쿠션 익스텐션 모듈 개발을 위해 구조강도 해석평가, 수직강도 시험평가, 그리고 내구강도 시험평가를 수행하였다. 구조해석 결과, 수직 하중 부하 시 변형량의 최대값은 4.98mm로 상판의 최 전단에서 발생하였다. 최대응력은 약 105MPa로 익스텐션 모듈의 상판과 하판이 접촉하는 부분에서 발생함을 확인하였다. 수직강도 시험평가 결과, 수직 하중 부하 시 변형량의 최대값은 5.31mm로 구조해석 결과 대비 약 6.45% 정도의 차이가 나타났으며 수직강도 및 20,000회 내구강도 시험 후 제품에는 작동 시 유해한 변형 및 파괴가 없음을 확인함으로써 구조 안전성을 검증하였다. 본 연구에서는 엔지니어링 플라스틱 소재를 적용하여 기존 양산품 대비 약 30%의 중량절감을 확인하였고 정적 강도, 내구 강도 시험 후 파손이 되지 않으므로 승객의 안정성과 제품의 충분한 강도와 강성을 검증하였다. 본 논문에서 수행한 연구결과는 환경/연비규제 강화에 대응 가능 및 운전자의 피로도 감소로 인한 사고 예방 효과 증대, 고급 승용차뿐만 아니라 소형 및 경차종, 상용차, 특장차 등에 확대 적용, 친환경, 경량화 소재 적용기술을 활용한 타 산업분야 및 부품에 확대 적용이 예상된다.

마그네슘 자동차 부품의 활용현황과 전망 (Magnesium for automotive applications)

  • 금동화;김혜성;박상인
    • 오토저널
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    • 제18권5호
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    • pp.53-68
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    • 1996
  • 마그네슘이 자동차 경량화에 관심이 되는 이유는 근본적으로 CAFE 규제와 같이 경량화를 통한 화석연료의 소모를 크게 억제해야 한다는 사회적인 규제이나, 지난 10여년간의 기술발전으로 내식성이 나쁘다거나 취급이 위험한 금속이라는 인식이 크게 개선된 데에도 있다. 다른 경량금속에 대한 Mg 지금 가격의 비교조건이 호전되었고 향후 원소 재공급의 다변화가 추진되고 있는 것도 환경을 변화시킨 중요한 요인이다. 그간 중요한 경량화 대체 재료로 연구투자가 많았던 유기고분자 재료 및 FRP 등과 같은 복합재료는 폐기부품의 재활용이 어려움 때문에 호나경친화적인 단점이 부각되어, 이 소재의 증가가 주춤해 있다. 마그네슘의 경우에는 재활용이 가능하고, 진동흡수효과가 매우 커서 소음발생을 크게 줄일 뿐만 아니라, 주행 및 내구성시험에서 치수안정성이 좋고 많은 종류의 전자기기 사용에 의한 전자파 차폐효과도 큰 장점을 가지고 있다. 본 고에서는 Mg 다이캐스팅으로 자동차부품의 경량화 현황과 선진국에서 보는 전망을 미국을 중심으로 정리하고, 이와 관련한 Mg 다이캐스팅으로 자동차부품의 경량화 현황과 선진국에서 보는 전망을 미국을 중심으로 정리하고, 이와 관련한 Mg 기술적인 이슈와 시장전망도 서술하였다. 그리고 현재 우리나라의 연구계와 부품업계에서 추진하고 있는 연구개발 동향을 자동차 업계에 소개하는 의미도 있다. 이처럼 우리나라의 현황을 정리해 보는 것은 국내 자동차 산업이 국제적인 경쟁을 하고 있고 Mg기술과 원료확보에서 일본의 견제를 받고 있는 우리의 현실에서도 필요한 작업으로 생각된다.값들로 구성되는 형상을 내구 성능, 성형성등을 고려하여 최종 형상으로 결정한다. 내구성능의 예측은 금속부품의 내구수명 예측에 널리 이용되고 있는 방법이 방진 고무부품의 경우에도 적용 가능한지를 검토하고, 방진 고무부품에도 일반적으로 적용될수 있는 내구수명 예측방안의 개발 가능성을 타진해 보았다. 본 연구의 목표는 시제품을 제작하기 이전에 설계된 부품에 대한 스프링 상수 및 내구특성을 체계적으로 규명하여 제품 시험의 횟수를 줄이고, 보다 정밀한 제품을 제작할 수 있도록 하기 위한 것이다.세포수는 초기 배반포기배에서 팽윤 배반포기배로 진행됨에 따라 두배에서 세배 정도 증가되었음을 알 수 있었다. 또한, differential labelling과 bisbenzimide기법에서 얻어진 각각의 총세포수를 비교하였을 때 총세포수는 발달의 진행 정도에 따라 증가되며 그와 동시에 동일한 군 간의 세포수도 거의 유사함을 알 수 있었다. 따라서, ICM과 TE를 differential labelling하는 기법은 수정란의 quality를 평가하는데 매우 유용한 기법으로서 착상전 embryo 발달을 연구하는데 효과적으로 이용될 수 있다는 것을 시사한다. 고도의 유의차를 나타낸 반면 비수구, 초생수로구 및 Bromegrass 목초구 간에는 아무런 유의차가 인정되지 않았다. 7. 농지보전 처리구인 배수구와 초생수로구는 비처리구에 비해 낮은 침두 유출량과 낮은 토양유실량을 나타내었다.구보다 14% 절감되는 것으로 나타났다.작용하는 것으로 사료된다.된다.정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at%

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진동 스트레스에 따른 양식 자라, Pelodiscus sinensis의 산소소비 및 암모니아 배설 (Oxygen Consumption and Ammonia Excretion in Cultured Soft-Shelled Turtle, Pelodiscus sinensis Exposed Vibration Stress)

  • 이정열;성용식;허준욱
    • 한국양식학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.60-64
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    • 2007
  • 양식 자라, Pelodiscus sinensis를 사용하여 진동 스트레스에 노출될 때 나타나는 생리적 반응의 단기적 지표로서 산소소비량(호흡)과 암모니아 배설량 변화를 조사하였다. 자라는 대형(갑장: $16{\sim}20\;cm$, 체중: $700{\sim}1,000\;g$)와 중형(갑장: $12{\sim}16\;cm$, 체중: $300{\sim}600\;g$)으로 구분하여, 1.5 ton 크기의 FRP 수조에 20마리씩 수용하였다. 진동 자극은 자체 제작한 진동기(vibrator)에 타임머를 연결하여, 하루 중 주간($08:00{\sim}18:00$)에만 2시간 간격으로 15분씩 28일 동안 매일 스트레스 자극을 주었다. 진동의 크기는 $45.0{\sim}68.2$(평균 56.6) dB(V) 였으며, 대조군 자라는 진동의 영향이 없는 별도의 사육수조에서 정상적으로 사육하면서 실험에 사용하였다. 연구결과, 진동 자극은 자라에 상당한 스트레스 요인으로 작용한 것으로 나타났다. 산소소비량 및 암모니아 배설량 등에서 체내 항상성이 스트레스 자극 10일 이후 생리활성도가 50% 이하로 감소하여 항상성 유지를 위한 모든 에너지를 소비하여 생리적 피폐기로 폐사직전인 것으로 나타났다. 자라는 다른 수산 생물과는 다르게 스트레스 상황에 처해 있을 때, 체외로 나타나는 징후가 뚜렷하지 않아 본 연구에서 나타난 산소소비와 암모니아 배설량은 자라의 생리적 활성도를 조사하는데 기초자료로 유용하게 사용될 것으로 판단된다.

p-Version 비선형 유한요소모델링과 실험적 검증에 의한 팻취 보강된 RC보와 슬래브의 극한강도 산정 (Numerical Prediction of Ultimate Strength of RC Beams and Slabs with a Patch by p-Version Nonlinear Finite Element Modeling and Experimental Verification)

  • 안재석;박진환;우광성
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.375-387
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    • 2004
  • 팻취 보강된 철근콘크리트 구조물 해석을 위한 p-version 비선형 유한요소 모델이 제시되었다. 이방성 적층평판이론에 기초를 둔 제안된 모델은 Total Lagrangian기법에 기초한 von Karman의 대변형-소변형률 이론과 증분소성이론(incremental theory of plasticity)을 적용하였다. 콘크리트의 경화법칙(hardening rule)과 그에 따른 파괴기준을 고려하고, 단부 계면 층분리 모델(plate-end interfacial debonding model) 즉, 보강판 끝 부분에서의 콘크리트 탈락에 대한 기준으로서 Oehlers Model과 Raoof and Zhang Model을 사용하였다. 콘크리트는 두께 방향으로 층상화기법(layered model)이 이용되며, 철근과 보강판은 환산층(smeared reinforcing layer)으로 계산되도록 하였다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되며, 절점에서의 응력값 산출을 위해 Gauss Lobatto 수치적분법을 사용하였다. 본 연구의 목적은 p-version 유한요소법을 사용하여 RC구조물에 대한 수피해의 정확도 및 모델의 단순성을 높인 수 있도록 하였다. 따라서, 철근과 콘크리트모델에 대한 이론적 근거는 기존의 연구문헌에 근거를 두었으며, 수치해석의 적정성은 팻취 보강된 RC보와 슬래브에 대한 문헌의 실험치 및 해석치와 비교 분석되었다.

경질형 폴리우레아로 보강된 RC 슬래브의 성능 평가 (Performance Evaluation of RC Slabs Strengthened by Stiff Type PolyUrea)

  • 박정천;이상원;김성배;김장호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6A호
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    • pp.457-464
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    • 2011
  • 본 연구에서는 경질형 폴리우레아로 보강된 RC 슬래브의 보강성능과 파괴거동을 파악하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 보강성능을 평가하기 위해 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체와 기존의 보강재로 사용되는 탄소섬유시트와 유리섬유시트를 부착한 시험체, 무보강 시험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 구조물의 보강성능에 큰 영향을 미치는 부착성능 평가도 수행하였다. 휨 성능 평가결과로는 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체는 무보강 시험체보다 높은 휨 성능을 보였지만 섬유시트를 부착한 시험체보다는 다소 낮은 휨 성능을 나타내었다. 하지만 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체는 탄성범위를 넘어선 소성구간에서의 연성거동은 우수한 것으로 나타났다. 부착성능 결과에서는 모든 시험체의 부착성능이 표준부착 강도인 1.5 MPa 이상의 값으로 높게 나타났다. 또한, 경질형 폴리우레아를 도포한 시험체는 섬유시트의 보강방법에 사용되는 에폭시 레진을 사용하지 않아도 인장용 지그와 경질형 폴리우레아의 탈락이 일어나지 않고 콘크리트 모재와의 탈락이 발생한 것으로 나타나 경질형 폴리우레아를 콘크리트의 보강재로 사용 할 경우 부착성능의 저하로 인한 보강효과의 성능저하는 일어나지 않을 것으로 확인되었다.

복합재 연소관의 쐐기형 체결부 구조 해석 (The Structural Analysis of Wedge Joint in Composite Motor Case)

  • 황태경;도영대;김유준
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.64-73
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    • 2000
  • 본 체결부는 필라멘트 와인딩으로 제작된 연소관, 복합재 쐐기 그리고 알루미늄 내부 링으로 구성된다. 여기서 연소관은 헬리컬 층과 후프 층으로 이루어져 있다. 이러한 복합재 연소관의 성능 향상을 위해 체결부의 설계 변수에 따른 유한 요소 응력 해석이 수행되었다. 이때 접착 층을 난-소성 거동 재질로, 쐐기부와 알루미늄 링간의 접촉 상태는 ABAQUS의 접촉 표면 요소로 모사 되었다. 또한 해석 결과의 정확성을 입증하기 위해 내압에 의한 체결부 밀림 변위와 연소관 몸체의 원주 방향 변형도를 수압 시험과 비교하였다. 쐐기와 알루미늄 링간의 완벽 접착은 쐐기와 연소관간의 접착 층에 높은 전단 변형을 발생시켜 체결부 조기 파괴의 원인이 된다. 쐐기와 알루미늄 링간의 미 접착은 쐐기와 연소관사이의 접착 층 전단 응력을 감소시키는 반면 내부 알루미늄 링의 미끄러짐 거동으로 체결부 복합재의 반경 방향 변형을 증가시켜 파괴를 유발하였다. 그러나 쐐기부와 알루미늄 링간의 미접착 상태에서, 원주 방향 와인딩으로 체결부 지점을 보강한 경우, 알루미늄 링의 미끌어짐이 억제되어 체결부 지점의 복합재 원주 방향 변형값이 감소했다.

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38피트급 보급형 고속 카타마란 요트의 구조해석 (Structural analysis of an 38 feet diffusion style for high-speed catamaran yacht)

  • 박주신;고재용;이경우;오우준
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.167-174
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    • 2009
  • 최근 해양 레저문화 확산에 따라 요트와 같은 레저선박의 설계기술이 요구되고 있다. 현재 까지 요트 설계 및 생산을 위한 국내 기술개발은 해양 레저 선진국에 비해 활발하지 않으나 최근에 요트 설계 및 생산기술기술의 발전으로 인하여, 관련 요소 기술의 개발이 필요시 되고 있다. 본 연구에서는 해양레저 선박으로서 쌍동선 요트에 대한 기본 구조 설계 및 구조 해석을 위한 기법을 제시한다. 요트와 같이 길이 50미터 이하 길이와 폭/비가 12보다 작은 소형 고속 선박의 강도 해석에 대한 규정이나 방법론은 아직 까지 선급 등에서 공식적으로 제안되지 않고 있다. 따라서 본 논문에서 부재의 스캔틀링은 DNV(Yachts, Design Principles, Design Loads, Hull Structural Design)기준과 KR(FRP선 규칙적용 지침)을 사용하였다. 또한, 구조해석 평가에 있어서는 ABS가이드 라인을 적금하여, 구조안정성을 평가하였다. 본 연구를 통하여, 38피트 보급형 쌍동선 요트의 실선 제작에 피드백 역할이 가능하게 되었다. 또한, 연구 결과는 앞으로 고속 쌍동형 요트의 구조설계 및 구조해석에 관련된 기본적인 자료로 유용하게 활용될 것으로 예상된다.

대하(Fenneropenaeus chinensis)의 초기 유생성장 (Early Larval Growth of Flesh Prawn (Fenneropenaeus chinensis))

  • 박인석;허준옥
    • 환경생물
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    • 제23권1호
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    • pp.27-31
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    • 2005
  • 대하(Fenneropenaeus chinensis) 종묘생산에 관한 초기성장의 자료를 얻기 위하여, 충청남도 태안군 안면읍 창기리 앞바다에서 1993년 5월에 자망으로 모하를 채집하여 실험에 사용하였다. 모하의 평균 전장은 23.6±0.71cm, 평균 두흉갑장은 5.1±0.63cm, 평균 체중은 61.3±5.12 g이었다. 자연수온보다 4℃ 높은 22℃, 염분은 33‰ 조건에서 산란유발을 실시하였으며, 산란 후 FRP 1톤 용량의 원형수조에서 수온 24.0±0.5℃, 염분 33.0±1.0‰로 조절하여 수용 후 30시간 내외에서 90% 이상을 부화시켰다. 부화 후 Nauplius stage에는 먹이를 공급하지 않았으며, Zoea stage부터 먹이생물을 공급하였다. 이 시기부터 대량 배양한 Diatom(Chaetoceros simplex, Skeletonema costatum, Thalassiosira weissflogii)을 서로 같은 비율로 혼합하여 공급하였다. 먹이 밀도는 유생 100마리당 10만 cell mL/sup -1/로 유지하였으며, 이때 사육수온은 23.5±0.5℃였다. Nauplius의 형태는 앞부분은 둥글며 크고 뒷부분은 길고 가늘었다. 본 연구 결과, Nauplius의 크기는 부화 후 4일까지 평균 전장 0.21∼0.39mm였으며, 이후 다음 단계인 Zoea stage로 변태까지는 5회의 탈피 후 그 크기는 0.62∼l.03mm로 성장하였다. Zoea stage의 3번에 걸친 변태 후 Mysis stage는 부화 후 9일째에 평균 전장 1.28mm로 시작하여 3번의 변태를 거쳐 부화 후 17일째 평균 전장 5.98mm로 나타났다. Mysis stage의 3회 탈피 후에 Post larva에로의 변태는 부화 후 약 21일째 이었으며, 이후 점차로 수조 저면을 기어다니고 활발한 유영 능력을 보이는 치하로 변태하였다. 먹이생물을 혼합 공급한 본 연구는 여타 단독 먹이생물 공급 연구들과 비교시 높은 초기성장을 보였다. 또한 체중성장에 있어 변태에 의한 단계적인 성장을 나타냈다. 부화 후 25일까지의 전장에 대한 체중의 상대 성장식은 BW = 2E-5TL/sup 4.1707/ (r²= 0.9746) (TL: 전장; BW:체중)이었다.

영구거푸집으로 사용한 유리섬유 FRP 판과 현장타설 고강도콘크리트로 이루어진 합성보의 휨/전단파괴거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study for Flexure/Shear Failure Behavior of Composite Beam with GFRP Plank Used As a Permanent Formwork and Cast-in-place High Strength Concrete)

  • 유승운
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.4245-4252
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    • 2015
  • 유리섬유강화폴리머(GFRP) 판을 현장타설 고강도콘크리트 구조물의 영구거푸집으로 사용하기 위한 실험을 수행하였다. 현재 생산되는 GFRP 판의 경우 표면이 매끈하여 콘크리트와 일체 거동에 다소 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 GFRP 판 하부의 잔골재 부착여부, GFRP판 웨브의 천공유무 및 간격, 상부 플랜지 폭을 실험 변수로 하여 현장타설 고강도콘크리트와 GFRP를 영구거푸집으로 활용한 전단경간비가 짧은 합성보의 휨/전단파괴거동을 분석하였다. GFRP 판 웨브를 천공하지 않은 경우 잔골재 부착효과 여부를 위한 실험 결과, 잔골재를 부착한 경우 미부착의 경우 보다 약 47% 정도의 높은 극한하중 값을 보여주며, 파괴형태도 휨/전단파괴모드를 보여 주었다. 웨브의 천공유무 및 간격효과는 잔골재를 부착하지 않은 경우 천공간격이 조밀한 경우가 약 24% 정도 높은 극한하중 값을 보여주었으며, 잔골재를 부착한 경우 천공 간격이 조밀하지 않은 경우가 약 25% 정도 낮은 극한하중 값을 보여주었다. 상부플랜지 영향을 살펴보면, 폭 40mm 경우가 20mm에 비해 약 17% 정도 큰 극한하중 값을 보여주었다.

시멘트계 충진제의 접착 성능 및 보강 두께에 따른 GFRP 보강 RC보의 휨 성능에 대한 연구 (A Study on Bond Strength of Cement-Based Filler and Flexural Strength of RC Beam Strengthened with GFRP by Filler Thickness)

  • 최하진;최영웅;박종철;정시영;최완철
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.144-152
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    • 2010
  • 콘크리트 구조물의 FRP를 이용한 보수보강 시 유기계 접착제인 에폭시 수지를 활용한 부착 공법이 일반적으로 사용되고 있으나 터널이나 하수박스 같은 습기가 많은 지역에서는 부착력이 발현되지 못하여 구조물의 보강 및 내구성에 문제가 있는 것으로 나타나고 있다. 이에 본 연구에서는 시멘트계 충진제를 사용하여 습윤 상태에서 콘크리트 구조물을 보강하고자 하였다. 먼저, 각각의 부착력을 알기 위하여 직접 부착실험을 실험을 통해 무기계 충진제가 습윤상태에서도 KS F 4716 규정에 만족함을 알 수 있었다. 반면, 에폭시 접착제는 포화율 100%에서 부착강도가 $0.73N/mm^2$, 14일 $0.84N/mm^2$로 습윤 상태에서의 부착성능에 문제점을 나타내었다. 또한 2차 실험으로 진행된 충진제 두께별 GFRP보강 보의 휨 강도측정에서는 충진제 두께가 10mm, 20mm, 30mmd일 때 각각 113%, 66%, 75%의 보강효과를 보였다. 이에 따라 충진제의 두께가 10mm일 때 안정적인 부착성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.