• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.279-286
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• 2021

본 논문에서는 풍력터빈과 하부구조물을 연결하는 L형 플랜지 볼트 접합부의 거동 특성에 대한 연구를 수행하였다. L형 플랜지 볼트 접합부는 링(Ring) 형태의 L형 단면 플랜지가 볼트에 의해 상하 체결되는 방식으로서 국내 풍력터빈에서 주로 적용되고 있는 연결방식이다. 특히 풍력타워 구조물은 이들 연결부의 손상이 전체 구조시스템의 붕괴로 이어질 수 있으므로 중요한 구조 요소 중 하나이다. 따라서 L형 플랜지 볼트 접합부에 대한 정확한 거동 특성의 이해가 필요하다. 본 연구에서는 FE 해석을 통하여 L형 플랜지에 작용하는 외력과 볼트장력의 관계, 그리고 L형 플랜지의 응력분포 변화를 외력 작용 단계별로 분석하였다. 여기서 FE 해석모델은 실제 링 형태의 L형 플랜지를 단일볼트의 L형 플랜지로 이상화하였다. 또한 볼트장력과 작용외력의 관계를 이론적으로 제안한 Petersen, Schmidt와 Neuper 그리고 VDI 2230의 볼트-외력 곡선모델에서 언급되는 접합부의 거동 불연속점과 FE 해석결과를 비교함으로써 FE 해석조건의 적절성을 검증하고, 각 볼트-외력 곡선모델의 특징과 L형 플랜지 볼트 접합부 거동 특성을 분석하였다. 그리고 L형 플랜지 단면 제원을 일부 변화시켜 볼트-외력 곡선의 변화를 분석하였다.

• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.8-15
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• 2016

The purpose of this study is to design a model with the structural stability so as not to lose the operational function due to structural plastic or fail of a sliding blast door by blast pressure to this aim, a numerical simulation was performed using full-size experiments and M&S (Modeling & Simulation) of the sliding blast door. The sliding blast door ($W3,000{\times}H2,500mm$) under the blast load is in the form of a sliding type 2-way metal grill, which was applied by a design blast pressure (reflected pressure $P_r$) of 17 bar. According to the experimental results of a real sliding blast door under blast load, the blast pressure reached the sliding blast door approximately 4.3 ms after the explosion and lasted about 4.0 ms thereafter. The maximum blast pressure($P_r$) was 347.7 psi (2,397.3 kPa), it is similar to the UFC 3-340-02 of Parameter(91 %). In addition, operation inspection that was conducted for the sliding blast door after real test showed a problem of losing the door opening function, which was because of the fail of the Reversal Bolt that was installed to prevent the shock due to rebound of the blast door from the blast pressure. According to the reproduction of the experiment through M&S by applying the blast pressure measurement value of the full-size experiments, the sliding blast door showed a similar result to the full-size experiment in that the reversal bolt part failed to lose the function. In addition, as the pressure is concentrated on the failed reversal bolt, the Principal Tensile Failure Stress was exceeded in only 1.25 ms after the explosion, and the reversal bolt completely failed after 5.4 ms. Based on the result of the failed reversal bolt through the full-size experiment and M&S, the shape and size of the bolts were changed to re-design the M&S and re-analyze the sliding blast door. According to the M&S re-analysis result when the reversal bolt was designed in a square of 25 mm ($625mm^2$), the maximum pressure that the reversal bolt receives showed 81% of the principal tensile failure stress of the material, in plastic stage before fail.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.567-573
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• 2010

본 연구에서는 토리구형 돔 형상을 갖는 연소관의 치수 최적화를 통한 경량화와 구조 안전성을 평가하였다. 치수최적화 설계는 빠른 설계 검증을 위하여 볼트의 단면적 비가 고려된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 수행하였다. 이때, 해석 프로그램은 ANSYS APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용하였고, 해석법은 sub-problem법과 first-order법을 선택하여 수행하였다. 설계 변수로는 연소관의 돔과 실린더 부위의 두께를 선정하였다. 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델은 3차원 유한요소 모델과의 결과 비교를 통하여 신뢰성을 확인하였고, 초기설계 단계에서 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 연소관의 구조 안전성 평가와 빠르고 정확한 경량화 설계를 수행할 수 있었다. 연소관의 안전계수에 따른 최적화 해석 결과 최대 17.6%의 무게 절감 효과를 확인하였다.