본 고에서는 막구조의 설계, 시공, 유지관리에 대해 개략적으로 기술하였다. 막구조는 그 여러가지 특성이 아직 규명이 안된 부분이 많고 시공오차가 비교적 큰 편이므로 막 재료의 역학적, 재료적 특성에 대한 연구와 형상해석 모델의 공식화, 막재단의 컴퓨터화가 필요하며 초기장력 도입에 따른 시공과정의 해석이 더욱 필요하다. 따라서 설계, 형상해석, 재단에서 시공 및 유지관리에 이르는 일괄적인 System의 개발이 시급하다 하겠다.
한국건설기술연구원 구조연구실에서는 한국전력공사 토건연구실과 공동으로 N5200기종을 이용하여 철근콘크리트로 된 건축라멘구조의 해석 및 설계를 일관작업으로 시행할 수 있는 프로그램 KARST.1을 개발하였다. 본래 OA(Office Automation)용으로 개발된 N5200 기종은 현재 많은 분야에 보급, 사용되고 있는 IBM PC호환기종 보다 그 보급대수는 적지만 국내 여러기관에서 사용되고 있으며 계속적인 기계 성능의 향상과 다양한 Utility를 제공함으로써 적용분야를 증가시킬 수 있으리라 본다. 그러나 과학기술용으로 적용하기에는 아직 불편한 점이 많아 이 기종을 사용하여 구조물해석, 설계용으로 프로그램을 개발할 때 발생된 문제점과 KARST.1의 기능 및 특징을 간단히 소개하겠다.
In this study, resin flow analysis of resin transfer moulding (RTM) method was performed for mould design of composite structure. The target composite structure was a tank used for fluid storage. Natural c fiber composite was adopted for composite structural design of the fluid storage tank. RTM was adopted for manufacturing of the tank using natural fiber composites. Resin flow analysis was performed to find the proper RTM conditions of the tank. The resin flow analysis was performed using the commercial FEM flow simulation software. After repeated analysis while changing the location of resin inlet and outlet, the proper resin filling time and pattern were found.
This study aimed to design a 3D fairing shape to reduce the air resistance of commercial vehicles. Rankine Half Body was applied to design the fairing shape, and the design was verified through aerodynamic analysis. Aerodynamic loads were calculated considering the speed conditions of commercial vehicles and gust conditions to ensure the structural safety of the fairing. A glass fibre/epoxy composite material was used to design a fairing structure that satisfied the safety factor 3. The structural safety of the lightest fairing was confirmed through structural analysis.
As the demand for high speed and high precision increases in the field of machine tool, interest in stiffness and vibration of machine tool is increasing. However, it takes a lot of time to develop a detailed design of machine tool based on experience, and it is difficult to design appropriately. Recently, structural optimization using FEM are increasingly used in machine tool design. But, it is difficult to optimize in consideration of the vibration state of the structure since optimization through stress distribution of a structure is mainly used, In this paper, Static structural analysis, mode analysis, and harmonic analysis using FEM were conducted to optimize the head structure that has the most influence on machining in a 5-axis machine tool. It is proposed a topology optimization analysis method that considers both static stiffness and dynamic stiffness using objective function design.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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1999.10a
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pp.22-22
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1999
로켓의 노즐의 확대부와 같은 내열특성 증진이 필요한 곳에 주로 적용되어온 Involute 구조는 얇은 두께의 fabric 프리 프레그룰 일정한 패턴에 맞추어 재단한 후 적층하여 제작되어진다. 이렇게 제작된 노즐 확대부와 같은 구조물은 내삭마 및 구조 특성이 향상되고, 적층 및 성형 중 발생하는 링클과 보이드도 많이 예방할 수 있는 장점을 가진 것으로 알려져 있다. 이와 같은 장점 때문에 60년대부터 제작되어 노즐 확대부에 적용되어온 Involute 구조는 기하학적 복잡성으로 인해서 본질적으로 구조물의 비등방성 및 비균질성을 수반하게 되며, 이에 따른 열 및 구조해석의 어려움이 존재하게 된다. 70년대 Pagano에 의해서 그 기하학적복잡성이 수학적으로 규명되기 시작하여 80년대 가장 활발한 구조해석이 수행되어 노즐의 설계에 적용되었으며, 90년대 들어와서는 비선형 해석 및 최적설계 기법을 도입한 Involute 구조물의 기하학적 형상 및 구조적 최적화가 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 아직까지 Involute 구조의 구조해석이 생소한 분야로서, 앞에서 언급한 일련의 진행 과정과 특징 등을 요약 및 정리할 필요가 있다 따라서, 본 발표는 비등방성 및 비균질성의 Involute 구조물에 대한 구조해석 기법들을 파악하고 그 적용 방법을 생각해 보고자 한다.
Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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autumn
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pp.194-201
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2003
대공간 구조시스템은 일반적으로 자중을 최소화하고 부재내력의 효과적인 사용이 매우중요하다. 따라서 준공후의 외력에 대한 구조적 거동에 대한 파악도 중요하지만 시공중의 거동에 대한 파악도 매우 중요하다. 특히 케이블 막구조의 경우 시각초기에 구조물이 불안정하지만 케이블에 장력이 도입되면서 점차적으로 구조물의 강성이 높아져 구조물이 안정화를 이루게 피므로 시공과정 해석 즉 안정화 이행과정해석이 시공계획을 설정하는 부분에서 매우 중요한 요소가 된다. 본고에서는 케이블 막구조의 실례로써 최근 완공된 인천문학 경기장 지붕구조를 대상으로 시공과정과 안정화 이행과정해석에 대한 소개를 한다. 인천문학경기장 지붕구조는 케이블에 장력을 도입하는 과정에서 발생되는 변형과 내력을 흡수하고 하부구조에 대한 영향을 최소화하기 위하여 마스크 지점의 회전과 이동이 가능한 특수공법을 채택하였으며 시공과정해석(안정화이행과정해석)을 통하여 제시된 단계별 목표장력 및 변위에 따라 시공과정이 계획되고 제어되었다. 특히 외국의 기술로 설계된 자료를 근거로 일방적으로 공사를 수행한 다른 구조물과는 다르게 국내의 기술력에 바탕한 구조 해석 등을 통하여 검증하여 최종 시공방법을 결정하였고 이러한 과정을 통하여 대공간 구조에 대한 기술력을 확보하고 확인할 수 있었으며, 그 결과 향후에는 국내의 기술력으로 이와 같은 대규모의 케이블 막구조의 설계와 시공이 가능할 것이라고 판단된다.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.8
no.1
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pp.70-80
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2004
This study proposes a development result for the 1-kW class small wind turbine system, which is applicable to relatively low wind speed regions like Korea and has the variable pitch control mechanism. In the aerodynamic design of the wind turbine blade, parametric studies were carried out to determine an optimum aerodynamic configuration which is not only more efficient at low wind speed but whose diameter is not much larger than similar class other blades. A light composite structure, which can endure effectively various loads, was newly designed. In order to evaluate the structural design of the composite blade, the structural analysis was peformed by the finite element method. Moreover both structural safety and stability were verified through the full- scale structural test.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2011.04a
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pp.656-659
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2011
최근 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 고층건물의 규모가 점점 커짐에 따라 고층 건물은 초기단계에서부터 막대한 자원과 비용이 발생하고 도중에 설계변경이 어렵거나 불가능한 경우가 많아졌다. 때문에 초기구조설계과정과 실시설계, 시공과정에서의 차이를 최대한 줄이는 것이 사업의 경제성을 좌우할 만큼 중요한 비중을 차지한다. 이러한 정보를 제대로 관리할 초고층 BIM 정보환경이 구축된다면 발주자 설계자 시공자가 얻게 될 이익은 결코 적지 않을 것이다. S-BIM 프로세스 상에서 철골조를 형성하기 위해서는 세 단계의 프로세스를 거치는데 구조 해석 및 설계 단계, 구조 해석 및 설계 결과 데이터베이스 구축, 철골구조설계 및 형상화 모듈에 의한 부재 생성이다. 본 연구에서는 구조해석 및 설계(Analysis and Design, A&D) 데이터베이스를 C#코딩을 통해 형상, 길이 및 위치 정보를 결정하는 데 필요한 정보를 모듈 상에 불러오고, 이를 이용한 부재의 치수, 길이, 좌표 값을 산정하였다. 모듈 결과 생성된 정보를 BIM 플랫폼 상에 모델링함으로써 사용자 입력 값을 최소로 하여 기존 BIM 플랫폼의 모델링 방법 대비, 생산성이 향상된 철골구조설계의 자동화를 구현해 보고자 하였다.
Kong, Chang-Duk;Lee, Kyung-Sun;Park, Hyun-Bum;Choi, Won
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.16
no.3
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pp.57-68
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2012
In this study, designs of the high efficiency composite propeller blade for a high speed turboprop aircraft, which will be used for a next generation regional commercial aircraft in Korea, are performed. Both the vortex theory and the blade element theory are used for preliminary aerodynamic design and performance analysis of the propeller. Then the aerodynamic design result is confirmed through performance analysis using a commercial CFD code, ANSYS. The carbon/epoxy composite materials is used, and the skin-spar-foam sandwich type structure is adopted for improvement of lightness and structural stability. Finally, it is investigated that the proposed propeller blade has high efficiency and structural safety through both aerodynamic and structural analysis and experimental test of a prototype propeller blade.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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