• 한국지반공학회논문집
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• 제34권10호
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• pp.61-74
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• 2018

본 연구에서는 케이블 인발하중이 작용하는 현수교의 앵커리지 종류 중 터널식 앵커리지의 인발거동 특성을 축소모형실험과 수치해석을 통하여 분석하였다. 터널식 앵커리지는 국내외 적용사례가 적고 파괴형태 및 안전율 등 설계기법이 명확히 정립되어 있지 않아 설계기법 개선과 관련한 연구가 필요한 실정이다. 이에 국내 최초로 터널식 앵커리지가 적용된 울산대교를 대상으로 형상 및 구조를 단순화하여 축소모형실험을 수행하였다. 모형실험에서 앵커리지 구체와 주변 암반을 석고혼합물로 구현하였고, 평면 변형률 조건에서 인발 거동 특성을 조사하였다. 모형실험결과 터널식 앵커리지의 최종 인발 파괴모드는 울산대교의 설계시 가정한 바와 달리 쐐기(wedge)형태로 나타났다. 이를 검증하기 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 수치해석을 시행하였고, 모형실험결과와 동일한 인발 파괴 거동을 확인할 수 있었다. 수치해석에서는 추가적으로 모형재료의 포아송비 및 주변암반의 강도 변화에 따른 영향을 조사하였다. 그 결과 극한 인발상태까지는 포아송비에 따른 영향이 적은 것으로 나타났고, 주변암반의 강도가 앵커리지 구체의 강도보다 10배 이상 큰 특수한 경우에 한하여 앵커리지가 주변 암반의 경계면을 따라 빠져나오는 소위 플러그(plug)형태의 파괴모드가 발생할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.364-371
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• 2009

본 연구에서는 체적비 0.7%, 2.1%의 탄소섬유강화플라스틱 강화 낙엽송 집성재 보를 제작하여 휨강도 성능을 평가하였다. 휨강도 시험 결과 복합집성재의 파괴형상은 인장응력부 최하층에서 1차 파괴가 일어났지만 탄소 섬유 보강층 상층부는 파괴되지 않았다. 인장응력부위에서 1차 파괴가 일어난 후에도 보강층 상층부는 강도를 유지하고 있어 계속 하중이 증가하면 보강층 상층부에서 2차 파괴가 일어났다. 탄소섬유강화플라스틱 복합집성재의 휨강도는 체적비 0.7%를 보강한 집성재의 경우 대조군 집성재(control 재)에 비해 1차 파괴시 휨강도는 28% 향상되었다. 보강층 상층까지 완전한 파괴가 일어났을 때의 휨강도는 55% 향상되었다. 탄소섬유강화플라스틱을 체적비의 2.1% 보강한 경우 대조군 집성재에 비해 휨강도가 77% 증가하였다. Romani가 제안한 파괴모드를 이용하여 산출된 탄소섬유강화플라스틱 복합집성재의 예측 중립축과 스트레인 게이지로 측정된 실측 중립축의 높이가 1.03으로 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제7권3호
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• pp.26-36
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• 1990

This paper describes the Computer Aided Design (CAD) of dies for direct hot extrusion of structural shapes such as Z's and U's from aluminum alloys. A simple analysis of the direct extrusion process is developed and used to formulate a disign procedure for determining the optimal shape of the extrusion dies. A computer software system has been developed to design flat-faced dies for non-lubricated hot extrusion process. This software is a system of computer programs which are written to logical design procedure. Computer programs are based on empirical and analytical relationships, as well as on established knowledge based system. In the interactive mode of operation, the reaults at various tages of the design process are plotted on a screen. At any stage, the designer can interact with the computer to change or modify the design, based on his experience. The output from the program is (a) the design of the flat-faced die, (b) information on extrusion load, reduction ratio, and other process variables, etc. The implementation of this CAD system is expected to (a) provide scientific basis and rationalize the die design procedure, (b) optimize extrusion variables to maximize yield and production rate, (c) improve utilization of existing press capacity, etc.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권9호
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• pp.961-971
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• 2008

In the design of a rotor shaft, care should be taken to minimize vibration by taking into account the sources of vibration. In addition, the intensity critical speed, stability, and other related aspects of the system must be considered. especially when it is operated at a critical speed, it is important to address issues related to vibration, as an increase in the whirling response of the rotor shaft can cause damage to the shaft, destruction of the rotor parts, and detrimental abrasions on the bearings. In this thesis, the vibration characteristics of a rotor shaft are investigated through the use of the finite element method. Variations of the diameters and lengths were used to determine the effect of a rotor shaft using Beam No.188(3D linear strain beam) in ANSYS version 11.0 as a universal interpretation program for finite elements. Special care was taken to prevent excessive vibration, which can result from resonance at the initial stage, in the formulation of a dynamic design for a rotor shaft through calculations while changing the diameters and the lengths of the shaft. Moreover, the dynamic characteristics of the critical speed, total mass, D/L(diameter to length) ratio, and natural frequency were verified. Furthermore, the rotor shaft applied by bearing element was calculated and compared by using Combi No. 214(2-D spring-damper bearing).

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제4권2호
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• pp.153-173
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• 2017

An improved method is presented to estimate the axial force of a bar member with vibrational measurements based on modified Timoshenko beam theory. Bending stiffness effects, rotational inertia, shear deformation, rotational inertia caused by shear deformation are all taken into account. Axial forces are estimated with certain natural frequency and corresponding mode shape, which are acquired from dynamic tests with five accelerometers. In the paper, modified Timoshenko beam theory is first presented with the inclusion of axial force and rotational inertia effects. Consistent mass and stiffness matrices for the modified Timoshenko beam theory are derived and then used in finite element simulations to investigate force identification accuracy under different boundary conditions and the influence of critical axial force ratio. The deformation coefficient which accounts for rotational inertia effects of the shearing deformation is discussed, and the relationship between the changing wave speed and the frequency is comprehensively examined to improve accuracy of the deformation coefficient. Finally, dynamic tests are conducted in our laboratory to identify progressive axial forces of a steel plate and a truss structure respectively. And the axial forces identified by the proposed method are in good agreement with the forces measured by FBG sensors and strain gauges. A significant advantage of this axial force identification method is that no assumption on boundary conditions is needed and excellent force identification accuracy can be achieved.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.263-270
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• 2016

본 논문에서는 변형된 항아리형 패치안테나를 사용하여 초 광대역 안테나를 구현하였다. 설계한 패치안테나의 물리적 길이와 홈(노치)를 광대역 특성 조건으로 최적화시켰으며, $10mm{\times}21.8mm$크기로 설계된 변형된 항아리형 패치안테나를 제작하였다. 설계된 최적화 패치안테나의 표면 전류분포를 분석하고 초 광대역 특성 조건을 만족함을 확인하였다. 실험 결과 제작된 초 광대역 패치안테나의 입력반사손실은 -10 dB 이하로 전압정재파비 역시 2 이하의 특성을 나타내었으며, 3.1~10.6 GHz 대역에서 약 1~3 dBi 이득범위를 나타내었다. 이와 같은 실험결과는 초 광대역 통신시스템에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권1호
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• pp.39-54
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• 2014

Node layout optimization of structural wireless systems is investigated as a means to prolong the network lifetime without, if possible, compromising information quality of the measurement data. The trade-off between these antagonistic objectives is studied within a multi-objective layout optimization framework. A Genetic Algorithm is adopted to obtain a set of Pareto-optimal solutions from which the end user can select the final layout. The information quality of the measurement data collected from a heterogeneous WSN is quantified from the placement quality indicators of strain and acceleration sensors. The network lifetime or equivalently the network energy consumption is estimated through WSN simulation that provides realistic results by capturing the dynamics of the wireless communication protocols. A layout optimization study of a monitoring system on the Great Belt Bridge is conducted to evaluate the proposed approach. The placement quality of strain gauges and accelerometers is obtained as a ratio of the Modal Clarity Index and Mode Shape Expansion values that are computed from a Finite Element model of the monitored bridge. To estimate the energy consumption of the WSN platform in a realistic scenario, we use a discrete-event simulator with stochastic communication models. Finally, we compare the optimization results with those obtained in a previous work where the network energy consumption is obtained via deterministic communication models.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.91-97
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• 2013

본 논문에서는 단일 카메라를 사용하여 사용자 제스쳐 명령을 사용자의 손가락 개수 및 이동 방향을 기반으로 인식하는 손동작 리모트 컨트롤러 인터페이스를 구현한다. 구현한 손동작 리모트 컨트롤러 인터페이스는 손 영역의 추출을 위해서 RGB 컬러모델로부터 YCbCr 컬러모델로의 색 변환에 의한 색차정보를 이용하고, 추출된 손 영역의 중심에서 이중 원형 추적(Double Circle Tracing)에 의한 교차정보를 이용하여 손가락 개수 및 위치 정보를 계산한다. 특히, 제안하는 방법에서 지속적 사용자 명령은 제스쳐 단일 형상의 방향 이동에 의해서 반복 수행이 가능하고, 손가락 위치 정보는 사용자 경험(UX: User eXperience)에 기반 하여 사용자 명령을 증폭 수행한다. 또한 Intel사(社)의 OpenCV 라이브러리를 기반으로 C++언어를 사용하여 구현된 손동작 컨트롤러 인터페이스의 성능 평가를 위해서는 상용 비디오 플레이어 프로그램에 적용하여 각 컨트롤 모드별 인식률을 측정한 결과 평균 89%의 인식률을 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권6호
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• pp.821-830
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• 2009

In this paper, modal testing and finite element modeling results to identify the modal parameters of a nuclear fuel rod as well as its cladding tube are discussed. A vertically standing full-size cladding tube and a fuel rod with lead pellets were used in the modal testing. As excessive flow-induced vibration causes a failure in fuel rods, such as fretting wear, the vibration level of fuel rods should be low enough to prevent failure of these components. Because vibration amplitude can be estimated based on the modal parameters, the dynamic characteristics must be determined during the design process. Therefore, finite element models are developed based on the test results. The effect of a lumped mass attached to a cladding tube model was identified during the finite element model optimization process. Unlike a cladding tube model, the density of a fuel rod with pellets cannot be determined in a straightforward manner because pellets do not move in the same phase with the cladding tube motion. The density of a fuel rod with lead pellets was determined by comparing natural frequency ratio between the cladding tube and the rod. Thus, an improved fuel rod finite element model was developed based on the updated cladding tube model and an estimated fuel rod density considering the lead pellets. It is shown that the entire pellet mass does not contribute to the fuel rod dynamics; rather, they are only partially responsible for the fuel rod dynamic behavior.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.36-43
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• 2017

쿼드틸트 무인기에 적용되는 프롭로터 블레이드 형상 최적설계를 수행하였다. 형상 최적설계 프로세스 통합은 ModelCenter(R) 프로그램을 이용하였으며, 최적설계 과정에서 성능해석은 CAMRAD-II를 사용하였다. 목적함수는 제자리비행 및 전진비행 모드에서 성능효율 최대화로 설정하였으며, 제한조건은 소요 동력 및 피치로드 하중 값이 기본 형상 값보다 작게 되도록 설정하였다. 설계변수로는 블레이드 루트 코드길이, 테이퍼비, 비틀림 각의 기울기 및 각도, 하반각, 끝단 형상 생성을 위한 파라볼릭 계수, 하반각과 끝단형상이 적용되는 블레이드 스팬위치, 블레이드 단면을 구성하는 익형의 위치로 구성하였다. 최적 설계 결과 기준 형상 대비 제자리비행 효율은 1.6%, 전진 비행 효율은 13.6% 향상된 프롭로터 블레이드 형상을 도출할 수 있었으며, 피치로드 하중은 약 30% 감소하였다.