• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-185
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• 2006

응답면기법, 유한요소법, 일차신뢰도법 그리고 반복 선형보간기법을 합리적으로 결합한 정교한 신뢰성해석 기법이 지진하중을 포함하는 단기 동적하중을 받는 복잡한 실제 비선형 동적구조계의 신뢰성 평가를 위하여 제안되었다. 기법은 하중 및 저항과 관련된 랜덤변수의 비선형성과 불확실성의 모든 중요 원천을 명시적으로 고려한다. 본 기법의 특징은 전통적 랜덤진동방법의 대안으로서 지진하중을 시간영역에서 적용하는 것이다. 실제 강프레임의 연결부에 대한 유연성을 표현하기 위하여 4-매개변수 리차드 모델을 사용하였다. 리차드 매개변수의 불확실성에 대한 고려도 알고리즘에 포함하였다. 다음으로 횡방향으로 유연한 강프레임을 철근콘크리트 전단벽으로 보강하였다. 균열 발생 후 전단벽에서의 강도저감 또한 고려되었다. 강절 연결부를 갖는 횡방향으로 유연한 강프레임, 각기 다른 강성의 부분강절 연결부를 갖는 강프레임, 그리고 콘크리트 전단벽으로 보강된 강프레임의 세 구조물을 고려함으로써 실제 구조물의 신뢰성평가를 위한 기법의 적용성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2005년도 춘계학술발표회
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• pp.147-154
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• 2005

선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작용할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.9-16
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• 2019

최근 프리캐스트 PSC 거더 형식의 교량이 널리 시공되고 있으며, 거더의 경간과 운송제한을 극복하기 위하여 분절거더의 시공이 증가하고 있다. 분절 공법을 적용한 세그먼트 간의 접합면에는 불연속면이 존재할 수 있으므로 교량의 건전성에 있어 접합부의 일체거동이 매우 중요하다. 분절 접합부는 접합부의 형태, 전단키 유무, 구속력의 크기에 따라 거동차이를 보이기 때문에 이러한 영향인자를 변수로 한 접합부 거동 연구가 필요하다. 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 거더교의 접합부 거동을 평가하기 위하여 전단키의 형상, 구속력 도입여부를 변수로 한 전단키 유한요소해석과 축소모형시험을 실시하고, 그 결과를 비교하여 전단키와 구속력 효과를 평가하였으며, 접합부에 1/2~1/3의 돌출높이비를 갖는 전단키를 설치하고 콘크리트 강도의 1/2 수준의 구속력을 도입하는 것이 분절 접합부 거동향상에 효과적이라는 것을 확인하였다. 또한, 분절 공법으로 시공된 실제 프리캐스트 PSC 거더 교량의 재하시험을 실시하고 접합부 세그먼트 간의 처짐차이를 측정하여 분절부 거동을 평가하는 방법을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.405-413
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• 2015

최근 미국에서는 가동기간이 오래된 원전 매설배관에서 부식 및 침식에 의해 삼중수소 누설로 지하수가 오염되는 사례가 급증하고 있다. 따라서, 현재 원전 안전등급 매설배관으로 사용되고 있는 금속재료의 배관을 대신해서 부식 및 침식 등의 열화 손상에 대한 저항성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배관을 ASME Code Class 3 안전계통 배관으로 사용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 발전소 가동 중 매설배관에 가해질 수 있는 하중과 온도 범위를 바탕으로 HDPE 배관 융착부에 대한 인장 시험과 저속균열성장 (SCG) 시험을 수행하였다. 시험 결과로 얻은 SCG 시험편의 파단면을 분석하여 HDPE 재료의 파손 기구를 파악하였다. 이를 바탕으로 3D 유한요소 해석을 이용하여 균열이 있는 HDPE 재료가 버틸 수 있는 한계하중에 대한 검증을 수행하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.476-490
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• 2016

This paper defines mode shape function of a composite solar panel assumed as Kirchhoff-Love plate for considering a torsional mode of composite solar panel. It then goes on to define dynamic model of a high-agility satellite considering the flexibility of composite solar panel as well as stiffness of a solar panel's hinge using Lagrange's theorem, Ritz method and the mode shape function. Furthermore, this paper verifies the validity of dynamic model by comparing numerical results from the finite element analysis. In addition, this paper performs a dynamic response analysis of a rigid satellite which includes only natural modes for solar panel's hinges and a flexible satellite which includes not only natural modes of solar panel's hinges, but also structural modes of composite solar panels. According to the results, we confirm that the torsional mode of solar panel should be considered for the structural design of high-agility satellite. Finally, we performed optimization of high-agility satellite for minimizing mass with solar panel's area limit using the defined dynamic model. Consequently, we observed that the defined dynamic model for a high-agility satellite and result of the optimal design are very useful not only because of their optimal structural design but also because of the dynamic analysis of the satellite.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권9호
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• pp.54-60
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• 2006

Fitting process carried out in automobile transmission assembly line is classified into three classes; heat fitting, press fitting, and their combined fitting. Heat fitting is a method that heats gear to a suitable range under the tempering temperature and squeezes it toward the outer diameter of shaft. Its stress depends on the yield strength of gear. Press fitting is a method that generally squeezes gear toward that of shaft at room temperature by press. Another method heats warmly gear and safely squeezes it toward that of shaft. Warm shrink fitting process for automobile transmission part is now gradually increased, but the parts (shaft/gear) assembled by this process produced dimensional changes of gear profile in both radial and circumferential directions. So that it may cause noise and vibration between gears. In order to solve these problems, we need an analysis of warm shrink fitting process, in which design parameters are involved; contact pressure according to fitting interference between outer diameter of shaft and inner diameter of gear, fitting temperature, and profile tolerance of gear. In this study, an closed form equation to predict contact pressure and fitting load was proposed in order to develop optimization technique of warm shrink fitting process and verified its reliability through the experimental results measured in the field and FEM, that is, thermal-structural coupled field analysis. Actual loads measured in the field have a good agreement with the results obtained by theoretical and finite element analysis and also the expanded amounts of the gear profile in both radial and circumferential directions are within the limit tolerances used in the field.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권4호
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• pp.615-636
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• 2014

Aluminium Foam Sandwich (AFS) panels are becoming always more attractive in transportation applications thanks to the excellent combination of mechanical properties, high strength and stiffness, with functional ones, thermo-acoustic isolation and vibration damping. These properties strongly depend on the density of the foam, the morphology of the pores, the type (open or closed cells) and the size of the gas bubbles enclosed in the solid material. In this paper, the vibrational performances of two classes of sandwich panels with an Alulight(R) foam core are studied. Experimental tests, in terms of frequency response function and modal analysis, are performed in order to investigate the effect of different percentage of porosity in the foam, as well as the effect of the random distribution of the gas bubbles. Experimental results are used as a reference for developing numerical models using finite element approach. Firstly, a sensitivity analysis is performed in order to obtain a limit-but-bounded dynamic response, modelling the foam core as a homogeneous one. The experimental-numerical correlation is evaluated in terms of natural frequencies and mode shapes. Afterwards, an update of the previous numerical model is presented, in which the core is not longer modelled as homogeneous. Mass and stiffness are randomly distributed in the core volume, exploring the space of the eigenvectors.

• 전산구조공학
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• 제4권4호
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• pp.125-133
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• 1991

구조응답이나 상태함수가 음함수(implicit function)형태로 주어지는 복잡한 구조물의 설계감도해석 및 신뢰성해석을 효율적으로 수행할 수 있는 방법을 개발하기 위하여, 먼저 확률 유한요소법을 사용한 확정론적 감도해석 방법을 정식화하고, 이를 바탕으로 MVFOSM, AFOSM 및 SORM등의 2차 모우먼트 방법에 의한 신뢰성 해석을 수행하였으며, 또한 신뢰성에 기초한 최적설계를 수행하는 경우에 필요한 확률론적 설계감도해석 방법을 제시하였다. 수치해석 예로서 박판 구조물의 평면응력문제와 판굽힘문제에 대한 해석을 수행하였는데, 초기 항복이 발생하는 경우를 파괴상태로 정의하였으며, 외부하중, 항복응력, 판두께, 탄성계수 및 Poisson비 등을 확률변수로 다루었다. 모든 경우에 있어서, 본 논문에서 제시한 방법으로 구한 구조응답의 분산이나 파괴확률이 Monte Carlo simulation의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었으며, 또한 신뢰성설계시, 확률론적 감도해석결과로부터 확률변수들의 상대적 중요도를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 설계변수(혹은 확률변수)의 평균 혹은 분산계수의 변화에 따른 신뢰성지수의 변화량을 미리 예측할 수도 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1749-1755
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• 2010

파워 글라스 시스템의 특성은 주로 윈도우 레귤레이터의 거동 특성과 글라스 런에 의한 저항에 의해 결정되며, 시험 결과 분석을 통해 시스템의 성능을 예측한다. 본 논문에서는 시험적인 방법의 한계를 해결하기 위해, 익스플리시트 코드를 사용한 해석적 방법을 제안하였다. 해석 모델에 사용한 글라스 런은 무니-리블린 모델을 사용하여 모델링 하였고, 다양한 조건에서의 마찰 시험을 실시하여 마찰계수를 구하였다. 또한, 윈도우 레귤레이터 파트의 메커니즘은 패스트 벨트 시스템과 슬립 링요소를 사용하여 모델링 하였고, 상승 시 발생하는 전류와 하중과의 상관관계 분석을 통해 레귤레이션 메커니즘의 신뢰성을 검증하였고, 모터의 특성을 고려하여 신뢰성 있는 글라스 상승 시간을 예측하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.23-31
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• 2023

콘크리트 궤도의 침하는 고속열차의 안전한 운행을 크게 저해할 수 있으며 복구에 상당한 비용이 소요되므로 최근 큰 문제로 대두되고 있다. 침하의 가장 큰 원인 중 하나는 터널공사의 부산물로 발생하는 암석재료를 적정한 입도분를 가진 토사 혼합 없이 하부노반 성토에 사용하기 때문으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 암석재료로 성토된 하부노반의 부분 보강으로 인한 침하억제 효과를 수치해석으로 평가하였다. 하부노반에 일정하게 배치된 기둥 형태의 보강 영역은 상부노반에 지반아칭을 유발하게 되며 성토하중이 보강된 영역에 집중하게 되어 침하가 억제되는 효과가 있다. 유한요소해석을 통하여 보강된 영역의 크기, 강성, 간격이 하부노반의 침하억제에 미치는 효과를 평가하였으며, 해석 결과를 토대로 침하를 허용치 이내로 억제하기 위한 최소 보강 간격을 결정하는 설계 방법을 제안하였다.