• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1009-1015
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• 2012

밸브는 지진하중 하에서 구조안전성이 요구되는 원자력 발전소 파이프 라인 시스템에 설치되는 중요한 장비 중 하나이다. 밸브의 성능향상을 위한 형상최적설계에서 지진하중조건을 고려한 밸브의 구조안전성 검증이 반드시 필요하다. 최근, 이론적인 내진검증 기법과 절차가 체계화되어 있어 지진하중하에서 설계조건을 만족하는 대상체의 적절한 설계변수가 이론적으로 얻어지고 있다. 본 연구에서는 원자력 발전소용 200A 버터플라이밸브를 대상으로 KEPIC MFA 에서 제시하고 있는 이론적인 정적내진해석과 동적내진해석 절차를 통하여 내진검증을 수치해석기법과 실험을 병행하여 수행하였다. 자중, 운전조건 및 안전정지지진하중 조건을 모두 고려한 정적내진해석을 통해 밸브의 스템과 바디 접촉부에 작용하는 최대 작용응력이 135MPa 으로 도출되었다. 또한 동적내진해석시 적용한 응답스펙트럼 해석법과 모드조합법으로 계산된 최대응력은 183MPa 이었다. 이는 밸브 소재의 허용강도 대비 안전계수가 1.7 및 1.3 수준임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.95-109
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• 1993

본(本) 연구(研究)에서는 Mode분할기법(分割技法)을 이용(利用)하여 아치구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)를 시도(試圖)하였다. 본(本) 연구(研究)에서는 아치리브를 유한개(有限個)의 직선부재(直線部材)로 구성(構成)되어 있는 것으로 하고 상관방정식(相關方程式)과 허용응력(許容應力) 및 좌굴제약(挫屈制約)까지 포함(包含)하여 2골절(滑節)아치와 양단고정(兩端固定)아치의 형상(形狀)을 최적화(最適化)할 수 있도록 최적화(最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하였다. 본(本) 연구(研究)의 제(第) 1단계(段階)(level 1)에서는 다른 연구(研究)와 달리 근사화(近似化)한 아치구조물(構造物)의 강성도행렬(剛性度行列)(stiffness matrix)과 기하강성도행렬(幾何剛性度行列)(geometric stiffness matrix)관계(關係)로부터 Ray leigh-Ritz법(法)으로 좌굴하중(挫屈荷重)을 구(求)하고, 설계공간법(設計空間法)에 의한 감도해석(感度解析)으로 부재력(部材力)을 근사화(近似化)함으로써 구조해석수(構造解析數)를 줄일 수 있었다. 목적함수(目的凾數)는 구조물(構造物)의 중량(重量)이 최소(最小)가 되도록 중량함수(重量凾數)로 택(擇)하였다. 제약조건식(制約條件式)으로는 허용응력(許容應力), 좌굴응력(挫屈應力) 및 설계변수( 設計變數) 상(上) 하한치제약(下限値制約)을 부과(附課)하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 제(第) 2단계(段階)(level 2)에서는 설계변수(設計變數) 및 조정변수(調整變數)를 절점좌표(節點座標)로 하고 목적함수(目的凾數)로는 중량함수(重量凾數)로 하여 최적화(最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하였다. 절점좌표(節點座標)만을 설계변수(設計變數)로 함으로써 무제약최적화문제(無制約最適化問題)로 형성(形成)되므로 최적화(最適化) 과정(過程)이 용이(容易)하다. 본(本) 연구(研究)의 알고리즘을 아치구조물(構造物)에 적용(適用)한 결과(結果) 본(本) 연구(研究)는 아치구조물(構造物)의 형태(形態), 제약조건식(制約條件式)에 구애(拘碍)받지 않고 최적해(最適解)에 효율적(效率的)으로 수렴(收斂)하였고 아치구조물(構造物)의 최적형상(最適形狀)은 제약조건식(制約條件式)에 따라 상이(相異)하였으며 중량(重量)은 제약조건식(制約條件式) 및 아치의 형상(形狀)에 따라 다소(多少)의 차이(差異)는 있으나 형상최적화(形狀最適化)로 17.7%-91.7%까지 감소(減少)시킬 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.17-22
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• 2011

실험을 통해 구현한 ZnO 기반의 투명 박막트랜지스터의 기계적 특성을 분석하고 안정성에 대한 확보방안을 제시하기 위해 FEM (Finite Element Method)을 이용하여 소자를 구성하는 브릿지 와 패드 부분에 대한 구조해석을 실시하였다. 소자의 유연성 확보를 위해 설계된 브릿지 부분의 웨이브 패턴을 구현한 결과 실험 값 대비 최대 진폭의 크기가 오차 0.5%로 실험값과 유사한 신뢰성 있는 결과 값을 얻어낼 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 브릿지와 패드 사이에 나타나는 압축 응력을 확인하였으며, 압축 응력 값을 패드에 적용하여 그 변형 정도를 분석하였다. 기계적으로 안정성을 갖는 소자를 설계하기 위해 $SiO_2$ 절연층위의 ITO 전극과 ZnO 활성 층의 위치 및 크기를 예측 하였으며, SU-8 코팅 두께를 조절함으로써 중성 역학 층 (Neutral Mechanical Plane)의 위치와 구조적 타당성에 대하여 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.7-17
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• 2019

대형 해상 구조물 시공이 증가됨에 따라 석션 가물막이 또한 대형화되고 있고, 이로 인해 가물막이 상판의 휨 변형을 효과적으로 억제하기 위한 상판 보강 설계가 가물막이 설계의 핵심적인 요소가 된다. 본 연구는 석션 가물막이 상판의 보강으로 인한 구조 거동 변화를 유한요소모델을 이용해 분석하고, 효과적인 상판 보강 배치 방안 도출을 위한 통찰을 제공하고자 한다. 기존 석션 앵커를 조사하여 각형 석션 가물막이 상판의 여러 보강 유형을 결정하였으며, 각 보강 상판을 분석하였다. 보강 상판의 응력과 변형을 비교하여 구조성능을 평가하였고, 추가로 상판 가장자리의 반력 분포를 분석함으로써 보강재 배치가 상판-케이슨 벽체 연결부에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 유한요소해석 결과로부터, 방사방향 보강재가 상판의 처짐 및 응력 감소에 크게 기여한 반면, 상판-벽체 연결부의 수평 전단력을 집중 및 증가시켜 연결부 설계에 불리하게 작용함을 확인할 수 있었다. 또한, 내/외측 환형 보강재는 자체 보강 효과가 미미하나, 부분적으로 배치된 방사 보강재와 함께 연결해 배치되면 응력 및 처짐 개선에 기여함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권5호
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• pp.777-785
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• 2005

The swing motion control problem of a container hanging on the trolly is considered in the paper. In the container crane control problem, suppressing the residual swing motion of the container at the end of acceleration, deceleration or the case of that the unexpected disturbance input exists is main issue. For this problem, in general, many trolley motion control strategies are introduced and applied. In this paper, we introduce and synthesize a swing motion control system in which a small auxiliary mass is installed on the spreader made by ourselves. In this control system, the actuator reacting against the auxiliary mass applies inertial control forces to the container to reduce the swing motion in the desired manner. In many studies, the controllers used to suppress the vibration have been synthesized for the given mathematical model of plants. And, the designers have not been able to utilize the degree of freedom to adjust the structural parameters for the control object. To overcome this problem, so called 'Structure/control Simultaneous Method' is used. In this paper, the simultaneous design method is used to determine the optimum weight of moving mass such that the optimal system performance would be achieved. And the experimental result shows that the proposed control strategy is useful to the case of that the controlled system is exposed to the uncertainties and, robust to the unexpected disturbance inputs.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.82-89
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• 1999

설계자는 설계를 진행시켜 가면서 많은 의사 결정을 내려야 한다. 그 결정은 크게 선택 결정과 타협 결정으로 나뉘어질 수 있다. 두 결정의 결과는 설계자의 의사에 크게 의존하기 때문에 설계자의 의사를 체계적이고 정확하게 반영시켜줄 필요가 있다. AHP 기법은 불분명한 선택 문제에 있어서 문제를 계층적으로 분석하여 평가함으로써 설계자의 의사를 체계적으로 반영시켜줄 수 있다. 또한 정성적인 성질들을 정량적인 판단 기준에 따라 평가함으로써 설계자의 의사를 보다 일관적으로 반영할 수 있다. 보통 공학 문제의 경우 하나의 설계 대안을 선택하고 또한 그 대안의 주요 치수를 동시에 결정해야 하는 결합된 문제이다. 이때 선택에 필요한 각 대안의 속성이 타협 문제 변수들의 함수로 표현되기 때문에 최적화 과정 중에 계속 변화하게 된다. 또한 여러 속성을 고려할 경우 자릿수와 단위가 모두 다르기 때문에 속성들의 평가가 표준적으로 이루어져야 한다. 이 부분에 학습된 인공 신경망을 도입함으로써 변화하는 속성치를 자동적으로 평가할 수 있으며 설계자의 의사와 경험적인 지식도 반영할 수 있게 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.817-824
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• 2010

약 콘크리트 격납구조물은 구조적 안전성이 뛰어나고 경제적이므로 원자력발전소 격납건물, LNG 저장탱크 등에 널리 사용되고 있다. 격납구조물 중 지붕 돔의 형태는 구조적 안전성, 물량 및 시공 난이도에 큰 영향을 미치므로 최적의 두께와 곡률을 도출하고자 하는 노력이 필요하다. 한편 일반적으로 PSC 구조로 설계되는 링빔은 이러한 돔을 지지하여 벽체의 변형을 최소화시키는 역할을 하며, 단면 크기와 더불어 프리스트레스 수준을 적절히 결정하는 것이 설계의 핵심이 된다. 이 연구에서는 축대칭 회전쉘의 막이론을 적용하여 본설계 시의 유한요소해석에 앞서 돔과 링빔의 초기 형상이나 프리스트레스 수준을 효율적으로 결정할 수 있는 기법을 제안하였다. 이러한 기법을 국내에서 시공된 격납구조물의 돔과 링빔에 적용하여 분석하고 단면 형상이나 프리스트레싱 설계에 대한 개선 방안을 고찰하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권3호
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• pp.66-73
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• 2005

The sway motion control problem of a container hanging on the trolley is considered in this paper. In the container crane control problem, the main issue involves suppressing the residual swing motion of the container at the end of acceleration, during deceleration, or for an unexpected disturbance input. For this problem, in general, many trolley motion control strategies are introduced and applied. In this paper, we introduce and synthesize a swing motion control system, in which a small auxiliary mass is installed on the spreader. In this control system, the actuator reacting against the auxiliary mass applies inertial control forces to the container to reduce the swing motion in the desired manner. In many studies, the controllers used to suppress the vibration have been synthesized for the given mathematical model of plants. In many cases, the designers have not been able to utilize the degree of freedom to adjust the structural parameters for the control object. To overcome this problem, so called "Structure/Control Simultaneous Method" is used. From this, in this paper the simultaneous design method is used to achieve optimal system performance. And the experimental result shows that the proposed control strategy is useful, to the case of that the controlled system is exposed to the uncertainties and, robust to disturbances like wind.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권6호
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• pp.264-273
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• 2006

In this paper, we propose a new architecture of Self-Organizing Fuzzy Polynomial Neural Networks (SOFPNN) by means of consecutive optimization and also discuss its comprehensive design methodology involving mechanisms of genetic optimization. The network is based on a structurally as well as parametrically optimized fuzzy polynomial neurons (FPNs) conducted with the aid of information granulation and genetic algorithms. In structurally identification of FPN, the design procedure applied in the construction of each layer of a SOFPNN deals with its structural optimization involving the selection of preferred nodes (or FPNs) with specific local characteristics and addresses specific aspects of parametric optimization. In addition, the fuzzy rules used in the networks exploit the notion of information granules defined over system's variables and formed through the process of information granulation. That is, we determine the initial location (apexes) of membership functions and initial values of polynomial function being used in the premised and consequence part of the fuzzy rules respectively. This granulation is realized with the aid of the hard c-menas clustering method (HCM). For the parametric identification, we obtained the effective model that the axes of MFs are identified by GA to reflect characteristic of given data. Especially, the genetically dynamic search method is introduced in the identification of parameter. It helps lead to rapidly optimal convergence over a limited region or a boundary condition. To evaluate the performance of the proposed model, the model is experimented with using two time series data(gas furnace process, nonlinear system data, and NOx process data).

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.219-237
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• 2020

급속한 경제 발전과 도시 인구 증가는 기존의 인프라의 개선과 확대를 위한 지하 공간 활용의 필요성을 증가 시킨다. 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 높은 굴진율과 최소한의 지반 교란이 필요한 지하 구조물 설계에 널리 이용되어 왔다. 허용 추력과 커터헤드 토크는 적절한 TBM 타입을 선택에 있어서, 중요한 설계 인자 이므로 TBM 공사 시에 적절히 산정되어야 한다. 하지만, 기존의 추력과 토크의 추정 모델은 오직 경험적인 인자와 TBM 직경에만 의존하고 있는 실정이다. 이는 최적의 추력 유압 시스템과 적절한 유압부품의 선택을 어렵게 한다. 본 연구에서는 4개의 추력 및 토크 계산 모델을 설명하고 정리하였으며, 각각의 모델들을 비교 및 논의하였다.