• 국제강구조저널
• /
• 제18권4호
• /
• pp.1191-1199
• /
• 2018

Concepts of submerged floating tunnels (SFTs) for land connection have been continuously suggested and developed by several researchers and institutes. To maintain their predefined positions under various dynamic environmental loading conditions, the submerged floating tunnels should be effectively moored by reasonable mooring systems. With rational mooring systems, the design of SFTs should be confirmed to satisfy the structural safety, fatigue, and operability design criteria related to tunnel motion, internal forces, structural stresses, and the fatigue life of the main structural members. This paper presents a feasibility study of a submerged floating tunnel moored by an inclined tendon system. The basic structural concept was developed based on the concept of conventional cable-stayed bridges to minimize the seabed excavation, penetration, and anchoring work by applying tower-inclined tendon systems instead of conventional tendons with individual seabed anchors. To evaluate the structural performance of the new type of SFT, a hydrodynamic analysis was performed in the time domain using the commercial nonlinear finite element code ABAQUS-AQUA. For the main dynamic environmental loading condition, an irregular wave load was examined. A JONSWAP wave spectrum was used to generate a time-series wave-induced hydrodynamic load considering the specific significant wave height and peak period for predetermined wave conditions. By performing a time-domain hydrodynamic analysis on the submerged floating structure under irregular waves, the motional characteristics, structural stresses, and fatigue damage of the floating tunnel and mooring members were analyzed to evaluate the structural safety and fatigue performance. According to the analytical study, the suggested conceptual model for SFTs shows very good hydrodynamic structural performance. It can be concluded that the concept can be considered as a reasonable structural type of SFT.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권5호통권48호
• /
• pp.617-628
• /
• 2000

이 연구에서는 하중비전달형 필렛용접부를 대상으로 순수휨상태에서 TIG 처리에 따른 피로강도 향상정도 및 피로특성을 정량적으로 평가하기 위해서 4점 휨실험을 실시하였다. 피로실험결과 용접후처리를 실시하지 않은 시험체는 국내 외에서 규정하는 피로강도등급을 만족하고 있고 TIG 처리한 시험체는 용접후처리를 실시하지 않은 시험체보다 $2{\times}106$회 피로강도가 상회하는 것을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과 피로균열은 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경이 최소로 되는 점에서 다발적으로 발생하며, 반타원형 균열로 성장, 합체되어 파단에 이르는 것을 확인할 수 있었다. 한편 유한요소해석결과 용접지단부의 응력집중계수는 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경과 밀접한 관계가 있으며, 이 중에서 곡률반경이 용접지단부의 응력집중계수에 보다 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 한편 파괴역학적 해석결과 a/t가 0.4 이하인 경우에 기하학적형상보정계수가 균열보정계수에 가장 지배적인 영향을 미치는 인자임을 알 수 있었다. 또한 유한요소해석결과로부터 산정한 응력확대계수범위와 피로균열성장속도의 관계식으로부터 피로수명을 비교적 정확하게 산정할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
• /
• 제4권2호
• /
• pp.93-99
• /
• 2016

엔진 성능 혹은 효율의 극대화는 엔진 구성품들을 점점 더 극한의 환경에서 장시간 운용되게 요구하고 있다. 이를 위해 엔진 제작사 혹은 연구소는 초내열합금, 냉각 설계 최적화, 열차폐 코팅 개선 등의 노력과 동시에 재료 모델링, 유한요소해석, 최적설계 등의 수치 해석 기법을 적용하여 좀 더 정교한 설계 및 해석을 수행하고 있다. 본 연구에서는 연소기 뒤에 위치하는 1 단 고압터빈 노즐의 끝벽 냉각 설계와 열차폐 코팅에 따른 일방향 응고 재료인 1 단 고압터빈 블레이드의 저주기 피로 수명에 대한 영향을 고찰하고자 한다. 이를 위해 경계 조건인 고온 및 고압의 연소 가스에 의한 노즐 및 블레이드의 금속 온도는 복합 열 전달 해석을 통해 얻고, 이 결과를 받아 블레이드의 구조 해석 및 저주기 피로수명을 평가하여 노즐 냉각설계와 열차폐 코팅의 영향을 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
• /
• pp.156-161
• /
• 2002

It depends on the joint configuration, dimensions and constraints on the joint whether the residual stress at the root of single-sided butt weld is tensile or not. Therefore, recommendation is generally made that high R ratio should be used in the fatigue test of this type of joint in order to prevent excessively long life caused by compressive residual stress. in this research, the residual stress profile in butt weld joint was obtained through compliance method, using successive extension of a slot and measurement of the variation of strain during the slot extension. The residual stress profile was firstly assumed to be the linear summation of Legendre polynomials up to 9th order excluding 0th and 1st order. Strain variation on the surface was measured while the slot was being extended by cutting to find out the 8 unknown coefficients of each polynomial tenn. The cut was made by the electric discharge machine. It was concluded that the residual stress near the surface stayed positive, however, it turned into the negative value as soon as it passed through 2 or 3 mm depth. Several fatigue tests were also carried out under zero stress ratio. Test results showed that fatigue life coincides well with the design cuive of butt joint in British Standards, which supports that it is tensile residual stress that exists near the weld root.

• Elastomers and Composites
• /
• 제54권1호
• /
• pp.70-76
• /
• 2019

The function and purpose of the marine rubber fender, to prevent the damage of the ship and the mooring while the ship is being attached to the pier. However, maintenance of the fender after installation is not enough, because it is generally handled as an attachment facility. Estimation the life of a marine rubber fender is important in the maintenance of a port. When manufacturers design and produce marine rubber fenders, they do so according to various conditions such as the reaction force acting on the hull and docking vessel and deformation after absorbing the kinetic energy of the ship. In this study, a method for predicting and evaluating service life from the product design and development stage was established, in order to evaluate the durability of the marine rubber fenders. The SSp-300H and HSP-300H models were used to predict the service life. The method developed in this study, is expected to predict the service life of the marine rubber fender accurately and in a comparatively shorter time, thereby contributing to the evaluation standard and quality stability of the product.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.387-393
• /
• 2021

본 연구에서는 해양플랫폼의 탑사이드 구조에서 주로 채택하고 있는 파이프 연결 구조의 피로 수명 증가를 위한 방안을 찾기 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 상용해석프로그램인 MSC Patran/Nastran을 적용하였으며, 대표적인 중앙부 구조 형상을 해석모델로 선정하였다. 하중에 따른 응력집중 현상을 구현하기 위하여, 8 절점 솔리드 요소를 이용한 모델링을 구현하였다. 주요하중은 횡방향 하중 2가지와 대각선 파이프에 인장 하중을 고려하였다. 주요 위치에서의 Hot spot 응력을 확인하기 위하여, 0.01 mm dummy 쉘 요소를 적용하였으며, 0.5 t와 1.5 t 위치에서의 주응력을 계산한 후 외삽법에 따라 용접부에 발생하는 응력을 추정하였다. 일부 구간에서는 만족해야 하는 피로 수명 이하로 평가되어, 보강이 필요하였다. 보강은 기존 설계된 파이프의 두께나 지름을 변경하지 않고, 피로수명이 부족한 부위에 응력집중계수를 낮출 수 있도록 브래킷을 추가하였다. 인장 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 23 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 8 % 감소하였다. 휨 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 3 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 48 % 감소하였다. 신규 브래킷 보강으로 인하여, bracket toe의 응력증가가 발생하였지만, S-N 커브 자체가 파이프 조인트에 비해 좋으므로 큰 문제가 되지는 않는다. 본 연구에서 적용한 국부 보강을 통한 피로 수명 개선 방법은 기존 설계안의 변경을 최소화하면서 피로 수명 증가를 효율적으로 할 수 있다는 점에서 관련 산업에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.168-172
• /
• 2012

Control arm is the structural component that pivots on two places. One end of the control arm is attached to the body frame and the other end is attached to the steering knuckle. The former research proposed the structural design by applying optimization technique with aluminum alloy. This study suggests a durability test method on the developed upper control arm to validate the analysis results. The durability analysis results of the developed control arm by using MSC Fatigue is confirmed to be close to infinite life. The weak model of developed control arm which occurs to finite life is made to perform the durability test and the zig design is developed in this process.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6D호
• /
• pp.881-893
• /
• 2008

본 연구에서는 정성분석기법과 현장측정을 통한 분기기 고정 망간크로싱의 피로수명평가 기법에 대한 분석을 다루었다. 공용중인 분기기 망간크로싱에서의 현장측정 결과를 바탕으로한 피로수명평가와 마찰에 의한 단면강성의 변화를 고려한 정성분석기법을 이용하여 망간크로싱의 피로수명을 분석하였다. 대부분의 강재 피로설계에서는 해석 자체의 복잡성 이외에 요구되는 많은 입력 변수들로 인해 설계 단계에서의 불확실성이 발생하며 이에 따라 파괴역학 및 유한요소법에 관한 진보된 이론을 적용하기에 어려움이 있다. 그러나 본 논문에서 제시한 정성분석기법을 이용하면 복잡한 피로해석 및 평가를 설계자들로 하여금 실무에 쉽게 적용할 수 있게 한다. 또한 복잡한 해석변수에 따른 해석결과를 2차원 공간해로 표현함으로써 해석 단계에서의 불확실성을 보완하여 검토자들로 하여금 해석결과의 경향과 범위를 정의할 수 있게 하여 복잡한 해석 공식을 사용하는 노력을 저감시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 설계에서의 불확실성과 복잡성을 줄일 수 있는 설계 도구를 발전시키려 노력했으며 그것으로 하나의 해법 자체가 단일 치수로 나타나는 것이 아니라 어떤 영역으로 표시되어 선택의 폭을 제시함으로서 판단할 수 있게 되었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제17권10호
• /
• pp.1450-1457
• /
• 2003

Structural integrity of either a passenger car or a light truck is one of the basic requirements for a full vehicle engineering and development program. The results of the vehicle product performance are measured in terms of durability, noise/vibration/harshness (NVH), crashworthiness and passenger safety. The level of performance of a vehicle directly affects the marketability, profitability and, most importantly, the future of the automobile manufacturer. In this study, we used the Virtual Proving Ground (VPG) approach for obtaining the dynamic stress or strain history and distribution. The VPG uses a nonlinear, dynamic, finite element code (LS-DYNA) which expands the application boundary outside classic linear, static assumptions. The VPG approach also uses realistic boundary conditions of tire/road surface interactions. To verify the predicted dynamic stress and fatigue critical region, a single bump run test, road load simulation, and field test have been performed. The prediction results were compared with experimental results, and the feasibility of the integrated life prediction methodology was verified.

• 소성∙가공
• /
• 제19권8호
• /
• pp.447-451
• /
• 2010

In this paper, a useful die system for warm plate forging of a large axle housing of heavy-duty trucks is presented. A die system composed of material flow guide pin as well as upper die and lower die is proposed to reduce the inherent thickness reduction along the bent corner of the product which deteriorates structural strength and fatigue life in its service. The role of the pin assembled in the upper die is to prevent formation of sharp corner in early forming stage and to supply material in the lower die cavity sufficient enough to thicken the bent corner at the final stroke. The mechanism of the die system is given and its effect on corner thickness of the product is revealed by two-dimensional finite element analysis under plain strain assumption. Three-dimensional finite element solutions are also given to verify validity of the two dimensional approach and to show the mechanics of the die system in detail. The die system has been successfully applied to manufacturing the axle housing of heavy-duty trucks.