• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.303-312
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• 2006

본 연구에서는 요소의 추가 및 제거 또는 부분적인 강성 변경이 있을 때, 이러한 강성 변경이 전체 구조물의 거동에 미치는 영향을 하중으로 표현한 강성등가하중을 제안한다. 강성등가하중에 의한 재해석은 초기 구조물을 대상으로 하므로 이미 계산된 강성행렬 및 역행렬을 다시 사용할 수 있어 재해석 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 강성등가하중의 개념을 정의하고 간단한 병렬 스프링 구조물을 이용하여 강성등가하중 산정 가능성에 대하여 우선 기술한다. 다음으로 일반적인 골조 구조물에서 강성 변경에 대한 강성등가하중 산정 절차를 제안하고, 마지막으로 몇몇 강성 변경 사례에 대한 강성등가하중 산정 및 해석결과를 제시함으로써 제안된 기법을 검증한다. 강성등가하중은 향후 비선형해석, 구조물 거동및 응력 제어 등 다양한 문제에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.750-758
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• 2016

일반적으로 시스템을 강성체로 설계할 경우 시스템의 구조적 안정성을 확보할 수 있으나 유리잔을 잡거나 작은 수술용 도구로 사용하는 등의 사용용도에 따라 활용성이 제한될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 유연한 재질을 사용하여 강성조절이 가능한 메커니즘에 대한 연구가 다양하게 이루어져 왔다. 기존에 연구했던 강성체와 연성체의 연속구조로 이루어진 모델에 텐던을 삽입한 구조를 이용한 가변강성 메커니즘을 통하여 가변강성 구조체에 대한 가능성을 확인하였다. 그러나 필요로 하는 가변강성을 충족하기 위한 구조체의 설계 변수에 대한 연구가 필요하였다. 따라서 본 연구에서는 가변강성 메커니즘의 다양한 변수 변화에 따른 강성변화 실험을 통해 강성의 경향성을 파악하고자 하였다. 실험 결과 지름이 클수록 강성은 증가하며 강성의 증가폭 또한 늘어난다. 또한 연성체 길이가 짧을수록 강성이 증가하며 텐던을 당겨 연성체를 압착할 경우 강성값은 비선형적으로 증가하였다. 동일 조건에서 연성체 길이변화에 따른 강성 증가폭과 강성체의 길이 변화에 따른 강성 증가폭을 비교하였을 때 연성체 길이 변화가 강성체 길이 변화 보다 강성값 변화에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 또한, 해석값이 실험값에 비하여 정확성은 낮지만, 가변강성의 경향성을 확인하기 위하여 해석적인 방법을 통한 강성을 예측해보았다. 이러한 변수변화 실험 결과는 필요로 하는 강성값을 충족하는 가변강성 메커니즘 설계에 활용할 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.191-198
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• 2019

헬리콥터의 주 로터 블레이드는 헬리콥터의 양력과 추력을 발생시키는 구조물로, 헬리콥터의 성능을 좌우하는 중요한 구조 구성품이다. 헬리콥터의 기계적 특성값은 헬리콥터 성능해석 단계에 활용되는 중요한 매개변수이나 대부분의 로터 블레이드는 복합재 등과 같은 여러가지 재료의 조합으로 제작되므로 기계적 특성값을 추정하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에서는 유한요소해석과 실험적 방법을 통하여 무인 헬기 복합재 로터 블레이드의 단면별 휘임 및 비틀림 강성도를 취득하였다. 유한요소해석을 통해 요소 강성 행렬과 하중-변위 관계식을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였으며, 스트레인 게이지를 이용한 휘임 및 비틀림 시험에서 구한 변형률 값을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였다. 유한요소해석으로 계산한 단면별 강성도와 시험 결과를 이용하여 계산한 단면별 강성도가 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.498-503
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• 2009

얕은기초의 침하량은 기초강성에 따라 크게 좌우되지만 기존의 이론적인 연구결과는 실무에 적 하기에 불충분하였다. 그러므로, 본 연구에서는 3차원 수치해석법을 이용하여 직사각형 기초의 길이비에 따른 강성 보정계수를 산정하고자 하였다. 우선, Mayne & Poulos(1999)가 정사각형 기초에 대하여 제안한 강성 보정계수와 비교하여 본 수치해석 기법의 적용성을 검증하였다. 그리고, 검증된 수치해석 기법을 적용하여 직사각형 기초의 길이비를 L/B=1, 2, 5로 달리하여 해석을 수행하였다. 그 결과, 동일한 기초강성에서 기초의 길이비(L/B)가 증가함에 따라 강성 보정계수 값이 점차 증가하는 결과를 보여주었다. 그러나 L/B=5 인 경우에는 강성계수가 10이상 되더라도 기초는 완전강성 거동을 보이지 않았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권5호
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• pp.390-397
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• 2014

BO-105 헬리콥터는 무힌지 로터 허브시스템이 적용되었으며, 블레이드의 루트 영역이 무힌지 허브 시스템의 플렉셔에 해당한다. 따라서 본 블레이드를 이용한 훨타워 시험 수행을 대비하여 굽힘 강성이 낮은 플렉셔 부분에 대한 굽힘 강성 보강을 수행하였다. 플렉셔 굽힘 강성 보강 수행을 위해 플렉셔 부분의 단면 형상을 모델링하여 굽힘 강성을 계산하였으며, 이를 바탕으로 강성 보강을 위한 복합재의 두께를 선정하였다. 보강된 플렉셔의 실제 굽힘 강성을 확인하기 위하여 강성보강 전 형상에 대한 강성 측정 시험과 강성보강 이후 형상에 대한 강성 측정 시험을 수행하여 결과를 비교하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.357-361
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• 2011

본 논문에서는 확률적 불확실성을 포함한 손상 장에서 강성저감 효과를 추정하는 방법을 제안하였다. 실제 교량 구조물에 분포된 손상 장은 매우 불확실하며 손상의 위치와 형상 또한 정확히 알 수 없는 경우가 많다. 그러나 대부분의 손상 추정 문제는 균열이나 손상의 위치와 형상을 기지의 주어진 정보로 가정하고 손상을 추정한다. 제안 기법에서는 이러한 손상의 위치와 형태가 본질적으로 불확실하다는 가정 하에 이 불확실성을 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 도입하여 기술한다. 교량에 국부적으로 발생된 손상은 교량의 요소강성의 저감 분포로 변환되어 손상이 발생한 전체 시스템의 강성을 표현하고 이를 통해 손상이 발생한 시스템의 전체 응답을 해석할 수 있게 된다. 수정 가우스 강성 저감 분포 함수는 손상 분포의 개략적 중심을 표현하는 평균 변수와 강성 저감의 비국소적 분포 특성을 묘사하는 표준편차 변수, 손상 중심의 손상 정도를 표현하는 강성저감 변수로 구성된다. 본 논문에서는 손상 장에서 손상의 위치나 형태에 대한 확률적 불확실성을 기술하는 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 포함한 유한요소모델을 정식화하여 제시한다. 또한 단일 또는 복합 균열로 인해 교량 구조물에 국부적인 손상이 야기된 경우에 대한 수치 예제를 통하여 균열 등에 대한 정보가 불확실하더라도 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 통해 강성 저감 효과가 분석될 수 있음을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.27-32
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• 1996

공학보 이론과 strain energy에 기초한 Castiliano의 제2정리를 이용하여 두께감소 holddown spring(HDS) 집합체의 탄성강성도를 해석적으로 구할 수 있는 방법을 제시하였고 아울러 보의 굽힘 모우멘트. 전단력, 축력등에의한 모든 strain energy를 고려하여 탄성강성도 식을 유도하였다. KOFA형 HDS과 동일한 칫수 설계 공간을 갖도록 고안된 너비감소 HDS에 대해서 유도한 식으로부터 탄성강성도를 계산하고 분석하였다. 너비감소 HDS의 탄성강성도는 KOFA HDS의 탄성강성도 보다 약32-33%이상 높았으며 전단력과 축력이 탄성강성도에 미치는 영향은 약 0.15-0.21%정도였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.179-186
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• 2008

강성비를 이용한 합성형교 외측강성 영향 평가의 타당성을 평가하기 위하여 동일 강성비에서 거더 간격 변화에 따른 수정계수를 해석적으로 분석하였으며, 강성비, 하중 형태, 거더 간격이 수정계수에 미치는 영향을 평가하였다. 현장재하시험 및 기존 설계법의 수정계수와 본 연구에서 분석된 수정계수를 비교한 결과 강성비를 이용한 외측강성 영향 평가가 가능한 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.311-313
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• 2014

전동기는 산업 전 분야에 걸쳐 다양하게 사용되는 회전기기로서, 소형화, 경량화, 고속화하는 추세에 있다. 이는 전동기 프레임의 구조강성을 약화시키고, 축계 위험속도를 낮춤으로써 진동에 취약한 구조를 가지게 된다. 회전체 진동 관련 규정 중 API 684 에서는 베어링 지지강성이 베어링 강성에 비해 3.5 배 이하인 경우 베어링 지지강성이 위험 속도 해석 모델에 포함되어야 함을 명시하고 있다. 산업 현장에서는 베어링 지지강성을 정확하게 산출하기 어려워 이를 고려하지 않고 회전체를 설계하는 경우가 많아 실제 조건에서 예측하지 못한 진동 문제가 발생할 가능성이 있다. 본 논문에서는 전동기 베어링 하우징 및 프레임에 대한 가진 시험을 통해 얻은 주파수 응답함수의 실수부를 분석하여 베어링 지지강성을 추출하는 방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 유한요소 해석모델을 이용하여 베어링 지지강성을 해석적으로 예측하는 기법을 정립하였다. 추출된 베어링 지지강성을 축계 해석 모델에 포함하여 베어링 지지강성 포함 유무에 따른 축계 위험속도 및 안정성을 비교하였다. 그 결과 베어링 지지강성을 포함한 경우, 보다 정확한 위험속도 및 진동응답 수준을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권10호
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• pp.1195-1200
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• 2013

최근에 들어 로봇과 환경 사이의 상호작용이 다양하게 발생하는 작업에서 가변 강성 액추에이터의 연구가 활발하다. 기존의 다양한 가변 강성 액추에이터가 개발되었지만 크기와 중량 때문에 응용분야를 찾기가 어렵다. 따라서 다양한 분야에 쉽게 이용되기 위해 소형의 가변 강성 액추에이터(miniVSA)를 개발하였다. miniVSA는 모멘트 암 기반의 강성제어 장치와 두 개의 모터로 구성된 구동 장치로 구성된다. 강성제어 장치는 두 캠의 상대 운동을 제어하여 위치와 강성을 동시에 제어할 수 있다. 이를 실험을 통하여 강성 변화를 검증하였다.