• 한국방재안전학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.17-24
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• 2014

최근 들어 주택 및 집합건물에서 화재가 발생할 경우 스프링클러가 설치되어 있지 않거나, 설치되어 있어도 제대로 작동하지 않아서 많은 인명과 재산상의 손실을 초래하는 경우를 자주 목격하게 된다. 건축물 화재가 발생하면 초기에 진압하는 소화설비로써 가장 적합한 것은 스프링클러라 여겨진다. 하지만 국내의 경우 법체계의 미비로 인해 스프링클러 설비가 가진 본연의 성능을 발휘하지 못하고 있다. 우리나라 기준은 스프링클러 설비의 설치 대상을 업종과 건축물 형태에 따라 단순하게 분류하며, 건물의 용도나 건축물의 층수로 구분하고 있는 실정이다. 특히 층수가 11층 이상인 특정소방대상물에만 모든 층에 스프링클러를 설치하게 되어 있을 뿐, 법적으로 10층 이하의 건물에는 스프링클러를 설치하지 않아도 되는 안전의 사각지대에 놓여 있다. 본 연구에서는 스프링클러 설비에 관한 개념, 국내외 법체계상에서 규정하는 스프링클러의 설치기준, 그리고 근래에 발생한 화재사고에서 스프링클러 설치 및 관리기준의 허점으로 인해 피해를 키운 사례를 분석하여 그 원인과 시사점을 도출하였다. 결과적으로 국내의 경우 신축 건물에 대해서 층수에 관계없이 모든 집합건물은 스프링클러를 의무적으로 설치하게 하는 법 및 제도적 장치를 마련해야 한다. 또한 기존의 건축물 중에 스프링클러가 설치되어 있지 않은 건물의 경우에는 신규로 스프링클러를 설치하고자 하면, 정부 보조금을 지급하여 스프링클러 설치를 장려하는 정책적 시행도 요구된다. 더욱이 스프링클러의 설치적 기준의 강화뿐만 아니라 전문기술자격자에 의한 수시, 정기점검을 강화하는 등 스프링클러의 운용 및 유지에 대한 관리적 기준도 보완하여 화재 발생 시 소방 활동이 제대로 이루어지도록 해야 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권11호
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• pp.1099-1104
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• 2012

본 연구에서는 새로운 후방요추간체의 고정재로서 뼈에 나사를 삽입고정하지 않고 후방요추간체에 걸어 시술하는 형상기억합금을 이용한 오메가형 스프링 유동적 고정재의 기계적 변형특성을 평가하였다. 사용된 오메가와형 스프링 고정재에 대해 인장, 압축, 동적피로시험을 실시하였다. 또한, 기존에 시판 중인 후방요추간체에 나사를 삽입하여 시술되는 나선형 스프링 유동적 고정재와 함께 유한요소방법을 이용하여 허리를 굽힐 때 가해지는 굽힘에 대한 변형해석을 실시하였다. 오메가형 스프링 고정재의 양단 고리중심간 거리가 60 mm인 시편의 평균 극한 인장하중은 3981.7 N, 평균 극한 압축하중은 535.6 N으로 나타났으며, 5 Hz의 반복주기로 10 N/1N의 압축피로하중을 가할 경우 5백만회 반복하는 동안 파단 없이 8~9 mm의 압축변위가 발생하였다. FEA 결과에서 보면 오메가형 스프링 고정재가 나선형 스프링 고정재보다 허리 굽힘에 대해 유연한 변형특성을 보였다.

• Composites Research
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• 제15권4호
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• pp.17-22
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• 2002

미세 직경을 갖는 복합재료 나선형 스프링 (CS)가 광점퍼코드 (OJC)를 보강하기위한 매체로써 개발되었다. 이 스프링의 외경은 약 2~3mm로써 광점퍼코드에 갑작스런 측면 하중으로 부터 광섬유의 손실을 막기위해 삽입 보강할 수 있도록 제작되었다. 섬유 형태 (Y-type)와 밴드 형태 (B-type)의 복합재료 스프링이 제작되어 그 효과를 비교하였다. 측면 하중에 대한 기계적 특성은 동일 직경의 금속 스프링 및 일반 광점퍼코드의 물성치와 비교하여 제시하였다. 실험 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼코드의 경우 굽힘에 대한 높은 저항력을 지니고 있음에 따라 광섬유의 내부 손상에 의한 광 손실의 감소률이 낮음을 알 수 있었다 얻어진 주요 결과들은: (1) Y-type의 CS의 경우 B-type과 비교하여 높은 측압 저항력을 지님을 알 수 있었다 (2) 일반 OJC와 비교하여 CS-OJC의 경우 광 손실이 현격이 낮음을 알 수 있었다. (3) 일반 스프링의 측압 하중시의 응력 분포 형태를 제시하였으며. 실험으로부터 얻어진 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼 코드의 경우 매우 높은 구조적 안정성을 보임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.237-244
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• 2016

산업에서 널리 사용되고 있는 압축 원통 코일 스프링은 제작 시 스프링 고유의 특성을 유지할 수 있는지 실험을 통해 검증해야 한다. 이 과정에서 많은 시간과 비용을 소비한다. 따라서 본 연구에서는 선형 정적 구조 해석 방법을 이용하여 스프링의 구조 건전성 평가를 수행하였다. 본 연구의 타당성을 입증할 목적으로 설계 규격 및 각종 국제적 평가 규격에 의한 실험적 방법과의 비교 및 검증을 수행하였다. 양 끝단 처리를 하지 않은 스프링 형상을 사용하여 구조 해석을 수행한 결과, 해석 모형 제작에 필요한 시간은 절감하고 격자의 질은 향상할 수 있었다. 푸아송 비는 구조 해석 결과에 별다른 영향을 미치지 않았다. 그리고 구조 해석만으로 스프링 구조 건전성을 검증할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제12권3호
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• pp.208-217
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• 2006

본 논문은 소성변형(plastic deformation)특성을 갖는 직물의 움직임을 시뮬레이션하는 기법을 제안한다. 소성은 탄성과 반대되는 개념으로, 물질이 외부의 힘에 의해 변형되었을 때, 초기상태로 완전히 회복되지 못하는 성질이다. 직물은 파티클 모델(particle model)을 이용하여 모델링하며, 파티클간의 상호작용은 바로 인접한 파티클간의 순차연결과 한 파티클 건너에 있는 파티클간의 교차연결을 설정함으로써 표현한다. 순차연결은 직물의 압축과 인장변형을, 교차연결은 직물의 굽힙변형을 표현한다. 연결은 스프링으로 모델링하는데, 순차연결은 탄성스프링으로, 교차연결은 변형정도에 따라, 탄성스프링 또는 소성스프링으로 모델링한다. 본 논문은 기존의 파티클 모델에서 사용하는 탄성스프링에 소성스프링을 추가하여 직물의 소성변형 현상을 표현한 것이다. 그 결과, 굽힘주름과 영구변형된 구김주름, 그리고 주름이 직물 전체에 고루 분포되는 현상을 시뮬레이션할 수 있었다. 연결의 탄성스프링과 소성스프링을 모델링할 때 직물운동방정식 수치해법의 안정성을 보장하기 위해 직물 시스템의 강성 메트릭스 (stiffness matrix)가 indefinite이 되지 않도록 주의를 기울였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1129-1136
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• 2010

체결클러치에 부착된 댐퍼스프링은 유체커플링에서 직결로 변환될 때 발생하는 엔진 토크의 진동을 흡수하는 역할을 한다. 본 연구에서는 체결클러치의 성능을 좌우하는 압축스프링 및 지지 판 구조물의 최적설계를 통해서 새로운 설계형상을 제안하였다. 체결클러치와 연결된 엔진, 변속기, 구동축 및 휠, 차체질량 등 주요 부품들을 다 포함하는 다물체 동역학모델을 구성하여 공진 회피에 필요한 스프링상수를 계산하였다. 또한 어닐링 모사법에 의한 스프링 최적설계코드를 개발한 후 스프링상수, 최대충격토크, 수축각도, 스프링개수, 피로강도 등을 입력하여 압축 스프링의 사양을 최적화하였다. 이들 스프링을 지지하는 3 가지의 판에 대해서 컴플라이언스를 최소화하고 체적비를 0.3 이하로 하는 위상최적화를 수행하여 새로운 형상을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.275-280
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• 2016

본 연구에서는 코일스프링의 동적 거동 분석을 위해 스프링 릴리즈 시험기를 설계하고 시험을 실시하였다. 시뮬레이션을 위해 집중 매개변수 스프링모델을 개발하였다. 실험계획법을 이용하여 코일스프링의 설계변수들을 최적화하였다. 2수준의 요인배치법을 사용하여 설계변수들의 민감도와 교호작용을 분석하였다. 민감도와 교호작용 분석결과를 통해 설계변수의 수준을 재배열하였다. 혼합수준 요인배치법을 이용하여 설계변수를 최적화 하였다. 최적설계 결과에 따르면, 스프링 조작기의 성능이 2.90 % 개선되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.481-486
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• 2012

본 논문에서는 대변위 구동이 가능한 구동기의 설계를 위해 기존의 전자기력 구동기에 비해 낮은 스프링 상수를 갖는 굴곡형 스프링을 적용하고, 변위가 발생하는 방향으로만 로렌츠힘이 생기도록 굴곡형 스프링의 일부분만 자기장에 노출시키는 구동기를 제안한다. 굴곡형 스프링의 양쪽 부재가 자기장에 노출된 구조(prototype F)와 굴곡형 스프링의 한쪽 부재만을 자기장에 노출시킨 구조(prototype P)를 설계하고, 제작하여 실험한 결과 prototype P 가 굴곡형 스프링의 양쪽 부재를 자기장에 노출시킨 prototype F의 구동성능에 비해 $16.9{\pm}1.2%$의 진폭 증가를 보임을 실험적으로 검증하였다. 제안된 구동기는 제한된 면적 내에서 작은 전류(<50mA)와 작은 자기장(<0.3T)으로 대변위 구동을 가능케 하여 광 스위치 또는 광 단속기 등에 응용이 가능하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.243-250
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• 2018

본 논문에서는 복합재 판 스프링의 설계 최적화를 위해 유전자 알고리즘을 사용한 적층 최적화 과정을 제시하였다. 다목적 소형 승합 자동차 판 스프링을 유한요소모델로 구성하여 초기 설계를 검증한 이후, 유전자 알고리즘을 통해 복합재료의 적층수와 적층각도를 최적화하는 과정을 기술하였다. 최적화 과정을 통해 판 스프링의 하중 감소과정, 반복수에 따라 강 구조의 해석 결과와 비교하였다. 더불어 유전자 알고리즘을 통해 최적화된 적층 시퀀스를 구조에 적용하여 구조의 건전성을 검증하기 위해 유한요소 모델로 구성하여 안전여유를 계산하였다. GA를 적용할 때, 복합재료 판 스프링의 적층 두께와 적층 각을 획득하였으며, 이는 적절한 강도와 강성으로 최소 무게를 달성하는데 기여한다. 동일한 설계 매개 변수 및 최적화 조건에서 강철된 판 스프링을 복합재 판 스프링으로 교체하면 65.6%의 중량이 감소한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.320-328
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• 2017

철도차량에 폭 넓게 적용되고 있는 축상고무스프링의 노화에 따른 탈선안전도 영향을 분석하고자 노화 축상고무스프링 시료를 대상으로 특성시험을 수행하였다. 그리고 축상고무스프링 노화가 탈선 안전에 미치는 영향을 분석하기 위하여 주행 동특성 해석을 수행하였다. 사용연수 17년이 지난 롤고무 축상스프링 시료를 대상으로 한 상하방향 특성시험결과, 고무 노화로 인하여 변위 복원기능이 저하되었고 스프링강성이 현저히 증가하였다. 그리고 EN14363규격 적용 twist궤도 주행 시를 모사한 주행동특성 해석결과, 정상 차량모델(Case1)에 비하여 노화 축상스프링 특성을 적용한 차량모델(Case2)의 탈선계수와 윤중감소가 증가하여 탈선안전도는 저하하였다. 특히 급격한 선형 변동이 발생하는 천이구간 주행 시 윤중감소로 인한 탈선안전도는 취약하게 나타났다.