• 제목/요약/키워드: Stress-Strength model

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굴삭기 Tank Cover 부품 뒤틀림 불량 저감에 대한 연구 (A study on reduction of springback defects in excavator tank cover part)

  • 전용준;이하성;김동언;허영무
    • Design & Manufacturing
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    • 제12권1호
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    • pp.52-57
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    • 2018
  • With the recent strengthening of environmental regulations and the need for cost reduction, excavators, a type of construction equipment, are being miniaturized while components are being developed in consideration of stability. In the case of excavator press parts, mainly high-strength steel sheets are being used to enhance stability and reduce weight. However, in the case of high-strength materials, there is a need to research product forming methods to reduce Springback in defects arising in parts assembly due to Springback that result from the internal residual stress that occurs in press forming being released after product forming. Accordingly, regarding the tank cover, an excavator press-forming part, this study selected a method to reduce distortion through analysis of the Springback occurrence rate and Springback causes through a forming analysis. A forming analysis was conducted for the Springback of the tank cover. Deformations of 13.714 mm in the upper part and 6.244 mm in the inner part of the product occurred, while wrinkles occurred on the sides of the product due to uneven thickness. A forming analysis was conducted for the major shapes of the product to investigate the causes of Springback. Distortion deformation due to the bead in the center of the product was confirmed to be a large factor. A Springback reduction method of correcting uneven thickness in the product sides, a Springback reduction method of removing the bead, and a correction method of restriking after the final forming were used in a forming analysis to determine the degree of Springback reduction. For the forming method to correct uneven thickness in the sides, deformation was reduced by 12% in the upper side compared to the existing model, but deformation in the inner side increased by 1%. For the restriking forming method, deformation decreased by 25% in the upper side and 13% in the inner side. For the bead removal method, deformation decreased by 28% in the upper side and 13% in the inner side, the largest Springback correction results. This indicates that the bead has a large affect on Springback.

복합적층판(復合積層板)의 기계적(機械的) 체결부(締結部)에 관한 파손연구(破損硏究) (Damage Study on the Mechanical Fastening in Laminated Composites)

  • 송관형
    • 대한조선학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.58-66
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    • 1990
  • 기계적 체결방법은 분해 및 조립이 용이하고 본드접착에 의한 결합보다 신뢰도가 높은 장점이 있으나 원공으로 인한 높은 응력집중을 초래하고 국부적으로 집중된 응력 재분포의 메카니즘이 등방성 재료와는 달리 매우 복잡하고 실적 데이타 및 실험자료가 거의 없어, 복합재료구조물의 결합방법으로 많은 연구 검토를 필요로 하고 있다. 본 연구에서 사용한 시편은 $[0^{\circ}/45^{\circ}90^{\circ}/-45^{\circ}]_s$ 적층판으로 W(시편의 폭)/d(핀의 직경) 및 L(edge의 거리)/d를 변화시키면서 실험을 수행하여 기하학적 형상 및 적층강도 변화에 따른 파손강도 및 파손양상을 측정하여 그 결과를 이론해석 값과 비교하였다. 실험결과에 따라 최적기법으로 만든 새로운 변수 $\alpha,\;\beta,\;\gamma$를 재료상수로 취급하여 W/d및 L/d와 체결강도와의 관계식을 이용하면, 동일한 재료로 제작한 적층판의 체결강도를 8%이내의 오차로 예측 가능하다. 초음파 탐상법(Ultrasonic C-scanning)으로는 손상영역 탐색 및 손상영역 확대과정을 파악하고, X-ray로는 몇 단계 하중상태에서 손상부를 촬영하였고, SEM(Scanning electron microscopes)을 이용 원공주위 파손부의 균열의 진전상태를 미시적으로 관찰하였다. 파손강도 및 파손양상에 대한 실험결과와 FEM이론해석 모델에 예측한 값과의 차이는 $L/D=2{\sim}3$인 경우를 제외하고는 대부분 일치하였다.

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치과드릴 구동용 신 소형 2축 및 3축형 증속기어 강도특성 비교 (Strength Analyses of New 2- and 3-Axis-Type Small Multiplying Gears in Dental Hand-Pieces)

  • 김철;김주영;이중호;곽세호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권9호
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    • pp.1027-1032
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    • 2012
  • 치과 드릴치료기기 내부에 장착되는 신개념 소형 증속기어 및 그 배열의 2가지 개념설계안을 도출하고, 증속비, 모듈, 이의 수, 기어지름, 기어의 형태를 기구학적 계산으로 했으며, 이 두 형태의 증속기어열에 대해서 이의 접촉과 굽힘 강도특성을 AGMA식과 유한요소해석으로 분석하고, DLC 재료를 이에 코팅했을 때의 접촉강도를 계산하였다. 또한 기어재료에 대한 피로강도시험 및 인장시험을 수행하여 강도해석에 활용하였다. 3축방식보다 좀더 단순한 2축방식의 2번 맞물린 기어에 약간 더 큰 응력이 발생했으며, 피로해석 결과를 S-N 선도와 비교할 때 요구되는 수명을 만족함을 알 수 있었다. 고경도의 DLC 코팅된 기어의 접촉응력이 동일한 기어에서 그렇지 않은 기어에 비해 약 30% 정도 감소하여서 이 표면의 코팅이 중요함을 알 수 있다. 이러한 연구결과를 기초로 초소형 2축방식의 기어열과 핸드피스를 시제작하여 작동성능을 평가하였다.

융복합 기반의 지역간 흡연율의 변이 분석 (Convergence-based analysis on geographical variations of the smoking rates)

  • 임지혜;강성홍
    • 디지털융복합연구
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    • 제13권8호
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    • pp.375-385
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 흡연율의 지역간 변이 정도와 흡연율에 영향을 미치는 요인을 살펴보는 데 있다. 분석을 위해 2009-2011년 질병관리본부의 지역사회건강조사 자료와 국민건강보험공단의 자료를 사용하였다. 흡연율에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위해 상관분석, 다중회귀분석을 이용하였으며, 지역간 변이 분석을 위해 의사결정나무 모형을 이용하였다. 연구결과, 지역간 흡연율의 변이요인은 고위험음주율, 고혈압관리교육 이수율, 금연캠페인 경험율, 스트레스 인지율, 고혈압 유병률, 건강보험료, 당뇨병 유병률, 비만율, 근력운동 실천율로 나타났다. 융복합 기반으로 지역별 흡연율의 변이를 파악하는 것은 흡연율을 감소시키기 위한 지역별 맞춤형 보건프로그램을 수행하는데 매우 중요하다. 향후 흡연율이 높은 지역의 원인과 대상에 맞는 구체적인 관리방안을 모색하는 노력이 필요할 것이다. 본 연구의 결과는 효과적인 흡연관리사업 방안을 도출하는 데 필요한 기초자료로 의미있게 활용될 수 있으리라 여겨진다.

정보시스템 품질이 감정노동 성과에 미치는 영향: 항공사 콜센터를 중심으로 (The Effects of Information Systems Quality on the Performance of Emotional Labors : Focused on the Airline Call Centers)

  • 박원희;김신곤;김창규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8800-8811
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    • 2015
  • 콜센터 정보시스템에서 상담원은 고객과의 상호작용에서 매우 중요한 역할을 담당한다. 이러한 정보시스템을 효과적으로 유용하게 사용할 때 상담원의 업무 스트레스가 줄고, 이는 상담원의 감정노동을 감소시켜 개인과 조직의 성과를 향상시키는 결과로 이어진다. 최근 감정노동에 대한 논의가 활발하지만, 대표적인 감정노동 직군인 콜센터 상담원을 대상으로 한 상담원과 고객응대에 필수적인 정보시스템 간의 상호작용 효과에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 항공사 콜센터 정보시스템품질이 기대일치에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 기대일치와 자기효능감이 감정노동성과에 어떠한 영향을 끼치는지 규명하고자 하였다. 콜센터 상담원 436명을 대상으로 분석한 결과, 이들에게 양질의 정보시스템을 제공할 때 직무에 대한 만족도와 자부심이 높아지고, 이는 감정노동의 강도를 낮추어 궁극적으로 서비스성과를 향상하는 것으로 나타났다. 본 연구의 시사점은 다음과 같다. 첫째, 항공사 콜센터 정보시스템 운영과 관련한 조직의 의사결정자에게 성공적인 콜센터 정보시스템 도입 및 확장을 위한 실무지침을 제공했다. 둘째, 본 연구에서 제안한 측정모형을 항공사 정보시스템에 적용 및 분석해 봄으로써 시스템 사용에 대한 점검 및 진단을 수행 할 수 있는 방안을 제시하였다. 마지막으로 이론적으로 구축된 항공사 콜센터 정보시스템과 측정모형에 대하여 측정항목 간 인과관계를 실증적으로 분석함으로써 콜센터 정보시스템의 성과측정을 위한 확고한 전략적 안목을 제시하였다.

다량치환된 플라이애시 시멘트를 사용한 철근콘크리트 보의 휨거동 (Flexural Behavior of RC Beam Using High Volume Fly-Ash Cement)

  • 안영선;차영달
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.128-136
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    • 2014
  • 화력발전소에서 발생되는 플라이애시는 콘크리트의 첨가재로 사용되는 것이 석탄회 재활용 방안 중 최선으로 알려져 있다. 이러한 석탄회는 최근 더 이상 매립이 불가능하여 콘크리트에 다량 첨가가 시도되고 있다. 그럼에도 불구하고 현재까지 하이볼륨 플라이애시(High Volume Fly Ash : HVFA) 시멘트 콘크리트의 연구분야는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이다. 그러나 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위하여 본 논문에서는 플라이애시 치환율 0, 35 및 50%, 압축강도 20, 40 및 60MPa 그리고 인장철근비 2수준을 실험변수로 하여 플라이애시 시멘트 철근콘크리트 보 18개를 제작하여 이들의 휨거동을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 의하면 플라이애시를 첨가하지 않은 일반 콘크리트(FA=0%)와 35, 50% 플라이애시 시멘트 콘크리트 부재의 휨거동은 크게 차이나지 않음을 알 수 있었다. 또한 HVFAC의 휨거동을 평가하기 위하여 해석적 모델을 제안하였고, 컴퓨터 프로그램을 개발하여 실험결과와 해석결과를 비교한 결과, 거동 차이가 적어 제안된 해석 모델은 적절한 것으로 평가된다.

순환 굵은골재 치환율에 따른 철근콘크리트 보의 전단거동 (Shear Behavior of Reinforced Concrete Beams according to Replacement Ratio of Recycled Coarse Aggregate)

  • 김상우;정찬유;정창교;김길희
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.157-164
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    • 2012
  • 이 연구에서는 순환 굵은골재를 사용한 철근콘크리트 보의 전단성능을 평가하였다. 순환 굵은골재의 치환율(0%, 50%, 100%)과 전단보강근의 유 무를 변수로 하여 총 6체의 실험체를 제작하였다. 실험체는 단순지지 형태로 4점 가력을 받도록 계획하였다. 천연 및 순환 굵은골재를 사용한 실험체의 거동을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석은 수정 압축장 이론(MCFT)을 확장한 응력교란구역 모델(DSFM)에 바탕을 둔 2차원 비선형 유한요소해석 프로그램을 이용하여 수행하였다. 실험 결과, 순환 굵은골재 50%와 100%를 사용한 실험체와 천연골재를 사용한 실험체의 전단거동이 치환율과 전단보강근의 유무에 관계없이 서로 유사함을 알 수 있었다. 또한, 실험 결과와 해석 결과의 비교로부터 이 연구에서 제안된 수치해석 기법과 해석모델 DSFM이 순환 굵은골재를 사용한 철근콘크리트 보의 거동을 잘 예측할 수 있음을 확인할 수 있었다.

스위스 Mont Terri 지하연구시설 단층 내 유체 주입시험 모델링: 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task B(Step 2) (Numerical modelling of Fault Reactivation Experiment at Mont Terri Underground Research Laboratory in Switzerland: DECOVALEX-2019 TASK B (Step 2))

  • 박정욱;;;;박의섭
    • 터널과지하공간
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    • 제29권3호
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    • pp.197-213
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    • 2019
  • 본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 이용하여 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층 내 물 주입시험을 수치적으로 모델링하고, 단층의 재활성과 수리역학적 거동 특성을 살펴보았다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙(Cubic law)을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 현장에서 획득한 단층의 균열개방압력(fracture opening pressure), 주입율, 모니터링 압력, 변위 곡선 등을 바탕으로, 단층의 탄성적 변형과 파괴에 의한 수직팽창 특성을 반영할 수 있는 수리간극모델과 수리역학 커플링 관계를 해석모델에 반영하였다. 한편, 현지응력 조건, 단층의 강도 및 변형 특성에 따른 파라미터 해석을 실시하여 각 입력변수가 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 현장시험 결과를 가장 잘 재현할 수 있는 파라미터 조합을 선정하였다. 해석 결과, 균열개방압력에서 단층의 주입율과 모니터링 압력이 크게 증가하는 현상을 합리적으로 재현할 수 있었다. 하지만, 동일한 입력 변수 조건에서 단층의 전단변위와 파괴영역의 범위는 현장시험 결과에 비해 과대평가되는 결과를 보였다. 이는 해석모델에서는 고압의 주입조건에서 단층의 지속적인 전단파괴가 유도되는 반면, 현장에서는 수리간극의 변화가 전단 미끄러짐보다는 인장력에 의한 단층면의 개방(tensile opening)에 크게 의존하는 것으로 추정되기 때문이다.

지진 시 수직형 수소 저장용기의 거동 특성 분석 및 안전성에 관한 해석적 연구 (An Analytical Study on the Seismic Behavior and Safety of Vertical Hydrogen Storage Vessels Under the Earthquakes)

  • 이상문;배영준;정우영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.152-161
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    • 2023
  • 일반적으로 대용량의 수소를 저장하기 위해 사용되는 수직형 원통 용기는 강재로 제작되며, 사용 환경을 고려하여 제작된 받침 콘크리트 상부에 기초 슬래브에 선 설치된 앵커로 고정하는 방식이 사용된다. 이와 같은 방식은 지진과 같은 외력이 작용될 시 정착부에 응력이 집중될 수 있으며, 앵커 및 콘크리트 손상으로 인한 구조물의 전도 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 현장 조사를 통한 실제 운용중인 수직형 수소 저장용기를 특정하여 3차원 유한요소로 모델링하였고, 비 구조 요소의 내진 성능 검토에 사용되는 ICC - ES AC 156의 인공 지진 및 규모 5.0 이상의 국내 기록지진을 적용하여 거동 특성을 분석하였다. 실제 규모로 제작된 구조물을 대상으로 실험을 진행하는 것이 타당하지만 현실적 제약으로 수행하기에 어려움이 있어 해석적 접근 방식을 통하여 대상 구조물의 안전성을 검토하였다. 거동 특성의 경우 지진동에 의해 발생된 구조물의 응답 가속도는 검토되는 지진 하중 대비 평균적으로 10 배 이상 크게 증폭이 되는 것으로 나타났으며, 무게 중심이 위치되는 지점으로 전달될수록 감소되는 경향을 보였다. 취약 부위로 예상되는 하부 시스템(지지 기둥 및 앵커 정착부)의 경우 허용 응력을 만족하는 것으로 나타났지만, 정착을 위한 받침 콘크리트의 쪼갬 및 인장 강도는 허용 응력 대비 약 5 % 정도의 여유만이 있어 이에 대한 대처 방안이 요구된다. 본 논문에서 제시된 연구 결과를 바탕으로 향후 진동대 시험을 통하여 수행이 되는 수소저장 용기 제작에 필요한 설계 하중 및 조건 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

유한요소 해석을 이용한 정형용 흉·요추 보조기의 형태에 따른 생체역학적 분석 (Biomechanical Analysis of Different Thoracolumbar Orthosis Designs using Finite Element Method)

  • 김영현;전성철;정덕영;이성재
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.45-50
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    • 2012
  • 흉 요추 보조기는 후만증 관련 증상의 진행을 예방하고 통증을 완화시키기 위한 목적으로 노인성 후만증 환자의 재활을 위하여 이용되고 있다. 최근 다양한 형태의 흉 요추 보조기가 개발되고 있으나 생체역학적 효과에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 세 가지 형태 (Type 1, one-connecting frame type; Type 2, two-connecting frame type; Type 3, all-in-one type)의 흉 요추 보조기와 몸통 (trunk)의 유한요소 모델을 구현하여 보조기 착용 후 운동성 변화에 따른 몸통에서의 압력 분포 및 보조기의 응력을 비교 분석하였다. 신전 운동 시 몸통에서 확인되는 압력의 분산은 일체형의 형태를 가지는 Type 3에 의해서 가장 고르게 이루어졌으며 connecting frame 형태의 Type 1과 Type 2의 압력 분포 패턴은 크게 차이가 나지 않았다. 보조기 착용에 따른 몸통의 운동성은 Type 2 ($11.3{\sim}13.9^{\circ}$), Type 1 ($12.1{\sim}15.4^{\circ}$)와 비교하여 Type 3 ($8.5{\sim}9.4^{\circ}$)에 의하여 가장 크게 제한되었다. 모든 Type의 보조기는 20% 미만의 파단 가능성을 보였다. 따라서, 보조기 착용에 따른 등압 분포 및 운동성의 결과로 미루어 볼 때, 일체형의 흉 요추 보조기가 후만증 환자 재활에 있어 높은 효과를 제공할 것으로 사료된다.

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