• 제목/요약/키워드: 산포해석

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일방향 응고 재료의 결정립 성장 방향 섭동이 고압터빈 노즐 저주기 피로 수명에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effects on Low Cycle Fatigue Life of a High Pressure Turbine Nozzle due to the Perturbation of Crystal Orientation of Grain of DS Materials)

  • 허재성;강영석;이동호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권7호
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    • pp.653-658
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    • 2016
  • 가스터빈엔진의 고온 부품은 초내열 합금 재료를 이용하며, 냉각설계 적용으로 형상이 복잡하여 정밀 주조 과정을 거치게 된다. 터빈 부품에 주로 적용이 되는 일방향 응고 및 단결정 재료는 제조 과정에서 결정립 성장 방향이 설계와 다르게 섭동을 가지게 되며, 이는 각 방향에 대한 재료 상수의 섭동을 유발하여 응력 분포의 변화와 함께 피로 수명에 큰 산포를 야기하게 된다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료 노즐에 대하여 결정립 성장 방향의 섭동에 대한 구조 건전성의 영향을 저주기 피로 수명을 통해 확인하여, 향후 제작 허용값에 대한 제안 및 좀 더 정교한 통계적 접근이 필요함을 확인하고자 한다. 이를 위해 복합 열전달 해석을 통해 금속 온도 분포를 계산하고 이를 근거로 구조 해석 및 저주기 피로 수명을 계산하였다.

등가강성모델을 활용한 힌지체결부 동특성 동정 (Dynamic Property Identification of Structural Systems with Hinge Joint Using Equivalent Stiffness)

  • 원준호;임체규;이두호;최주호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1635-1642
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    • 2012
  • 어셈블리 시스템의 동적거동을 예측하기 위해서는 그 시스템의 체결에 사용된 조인트의 동특성을 정확히 아는 것이 중요하다. 그러나 이들 체결부의 동특성은 매우 큰 산포로 인하여 해석 또는 실험적인 방법으로 동특성을 동정하기 까다로우며, 때로는 불가능 한 경우도 있다. 체결부 동특성 동정 관련 선행 연구사례는 대부분이 실험과 해석을 연계한 방법이며, 그 대상은 볼트조인트에 국한되어 있다. 본 연구에서는 힌지조인트를 대상으로 체결부의 동특성을 동정하는 간단한 방법을 제시한다. 본 연구에서 제시하는 방법의 타당성을 입증하기 위해두 개의 빔이 힌지조인트에 연결된 체결구조물을 제작하여 주파수-응답 실험을 실시하고 그 결과를 제시된 방법의 결과와 비교/검증한다. 그리고 본 연구에서 제안하는 방법을 실제 자동차에 사용되고 있는 글로브박스(Glove Box)의 힌지조인트에 적용해 보았다.

고지자기학적 관점에서 본 추가령단층곡의 생성과 진화 (The Geodynamic Evolution of the Chugaryeong Fault Valley in a View Point of Paleomagnetism)

  • 이윤수;민경덕;황재하
    • 자원환경지질
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    • 제34권6호
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    • pp.555-571
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    • 2001
  • 추가령 단층곡의 진화를 고찰하기 위하여, 철원-연천일원의 제4기 및 후기 백악기 화산암류로부터 채취한 총 16개 장소에서 163개 정향시료에 대하여 고지자기 연구를 실시하고 특성잔류자화를 구하였다. 후기 백악기의 지장봉 산성 화산암복합체의 상부 산성화산암규로부터 구한 고지자기극의 위치는 216.8$^{\circ}$E/7l.6$^{\circ}$N(dp=7.1$^{\circ}$, dm=10.0$^{\circ}$)로써 경상분지의 동시기의 것과 일치하는데 이는 추가령 단층선이 후기 백악기 이래로 커다란 지구조 운동을 경험하지 않은 것으로 해석된다. 제4기 전곡 현무암에 대한 연구 곁과(134.2$^{\circ}$E/86.5$^{\circ}$N; $A_{ 95}$=7.1$^{\circ}$)도 현재의 지구회전축과 통계적으로 일치함으로서 이를 지지한다. 그러나, 지상봉 산성화산암복할체의 하부의 고기 현무암류로부터 구한 특성잔류자화 방향은 장소간에 심하게 산포되어, 본 암체의 화산활동이 추가령 단층곡의 좌수향 주향이동단층에 기인하여 형성된 것으로 해석되었다 이는 후기 백악기의 추가령 단층곡의 진화사를 밝혀주는 중요한 증거이며, 동아시아의 FR 조구조 모델에 의해 잘 해석된다 이 논문은 FR모델로 조형한 추가령 단층곡의 생성과 진화에 대한 논의와 해석을 제공한다.다.

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피로시험 데이터의 산포를 고려한 스프링의 신뢰성 최적설계 (Reliability based optimization of spring fatigue design problems accounting for scatter of fatigue test data)

  • 안다운;원준호;최주호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.1314-1319
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    • 2008
  • Fatigue reliability problems are nowadays actively considered in the design of mechanical components. Recently, Dimension Reduction Method using Kriging approximation (KDRM) was proposed by the authors to efficiently calculate statistical moments of the response function. This method, which is more tractable for its sensitivity-free nature and providing the response PDF in a few number of analyses, is adopted in this study for the reliability analysis. Before applying this method to the practical fatigue problems, accuracies are studied in terms of parameters of the KDRM through a number of numerical examples, from which best set of parameters are suggested. In the fatigue reliability problems, good number of experimental data are necessary to get the statistical distribution of the S-N parameters. The information, however, are not always available due to the limited expense and time. In this case, a family of curves with prediction interval, called P-S-N curve, is constructed from regression analysis. Using the KDRM, once a set of responses are available at the sample points at the mean, all the reliability analyses for each P-S-N curve can be efficiently studied without additional response evaluations. The method is applied to a spring design problem as an illustration of practical applications, in which reliability-based design optimization (RBDO) is conducted by employing stochastic response surface method which includes probabilistic constraints in itself. Resulting information is of great practical value and will be very helpful for making trade-off decision during the fatigue design.

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토션바 트렁크의 팝업량 산포 분석을 위한 해석모델 (Analytical Model for the Analysis of Pop-up Deviation of the Trunk Lid with Torsion Bar)

  • 손성민;윤재득;정융호;임향수;장국진
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.175-181
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    • 2014
  • A four-link mechanism consisting of torsion bars is used for opening the trunk lid in most midsize sedans. When the weight of the lid is in equilibrium with the spring force exerted by torsion bars, the lid stops opening at a pop-up height. However, the actual pop-up height has large deviations from the specified height even with the same parts in the same car model, which leads to quality issues. Automotive manufacturers have experienced this deviation problem despite much effort to resolve it. In this research, we developed a multi-body dynamics model for the analysis of pop-up deviation of a trunk lid with torsion bars, which can simulate the actual pop-up motion of the trunk lid by considering kinematic constraints of the motion and friction forces in joints. We could also determine the most important factor that governs the pop-up height by sensitivity analysis of all parts. The developed system can be used for the analysis of other trunk lid systems to control the tolerance of parts.

교량 집단의 특성 수준간 통계적 응답 동질성 검정 및 다중 비교 분석 (Statistical Homogeneity Tests and Multiple Comparison Analysis for Response Characteristics between Treatments of Bridge Groups)

  • 황진하;김주한;안승수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.107-117
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    • 2014
  • 본 연구는 실제 구조진단 사례에 기초하여 재료와 형식 및 공용기간에 따라 교량의 응답, 충격계수, 고유진동수 및 각 특성의 해석값/계측값 비 등에 관한 기술통계를 분석하고 주재료에 따른 T-검정과 구조형식 및 공용기간에 따른 분산분석을 통해서 요인 부집단 수준 간동질성 검정 및 다중비교분석을 수행하였다. 본 연구 결과는 응답 분포의 중심값, 산포도, 대칭성 등 통계적 특성 및 비교분석 집단 간 동질성 식별을 위한 참조값을 제공하며, 이것은 내하력 평가 등 구조 진단과 설계에서 엔지니어들이 취득한 계산 또는 계측값의 타당성을 비교검토하고 데이터베이스를 활용하는 등의 공학적 판단을 하는데 실제적으로 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

파랑하중에 의한 Steel Catenary Riser 피로손상 평가 방법의 비교검토 (Comparative Study on Wave Induced Fatigue Analysis Methods for Steel Catenary Riser)

  • 이정대;이성제;장창환;전석희;오영태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제52권3호
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    • pp.222-235
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    • 2015
  • The purpose of this study is to suggest guidelines for riser fatigue analysis in terms of selection of reasonable analysis method. Three analysis methods (spectral, regular wave, rain-flow counting) are introduced and compared. As the riser systems give non-linear response, the time-domain analysis method is more preferred than frequency-domain analysis method. The spectral fatigue analysis method, however, is still useful for identifying fatigue prone areas. Once stress RAO is established, fatigue damage can be calculated very quickly. The regular wave method and the rain-flow counting method are more time consuming but give more exact results compare to spectral method. In case of regular wave method, a set of regular waves which represent random sea states is considered for dynamic analysis. The rain-flow counting method is the most intuitive and exact method because it refers time history stresses containing most of non-linear effects of the riser system. However, it is not common for early design stage to use rain-flow counting method because of its high cost. In this study, it was confirmed that the regular wave method is the most cost effective way in specific cases. However, if the system is highly non-linear, it seems that the regular wave method gives less accurate results than rain-flow counting method. Therefore, it is imperative that the engineers select appropriate analysis method based on design stage and given engineering period. This paper also discusses the theoretical background of each calculation method and hydrodynamic aspects of marine riser systems. A steel catenary riser (SCR) line on FPSO was considered and marine dynamic program (OrcaFlex) was used for static and dynamic analysis.

등가강도 개념에 의한 탄소섬유 복합재료의 이축강도 및 피로수명 예측 (Prediction of Biaxial Strength and Fatigue Life using the Concept of Equivalent Strength)

  • 이창수;황운봉
    • Composites Research
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    • 제12권2호
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    • pp.53-61
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    • 1999
  • 복합재료의 파단식은 강도계수의 산정이 쉽고, 형상이 유연하며, 논리적인 단순성을 유지하기 위하여 각 파단모드와 하중조건을 고려하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 인장 및 비틀림의 이축하중에 대한 등가강도를 도입함으로써 새로운 파단식을 유도하였다. 이축 실험 결과는 등가이축강도가 cos($tan^{-1}R_b$)의 지수함수로 표현됨을 보였다. 이축하중의 파단강도는 일방향 인장강도 및 비틀림강도와 이축비의 함수로 예측할 수 있다. 실험 데이터의 산포성은 Weibull 분포함수와 등가이축강도 개념을 이용하여 분석하였다. 또한, 일방향 인장 및 비틀림 S-N 선도로부터 복합하중하의 S-N 선도를 구할 수 있는 피로해석법을 평면 응력 모델을 기반으로 개발하였다. 예측결과는 적층복합재료의 이축강도와 피로수명의 실험 데이터와 잘 일치하였다.

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임자도-낙월도간 해역의 퇴적환경 (Sedimentary Environments in the Coastal areas of Imja to Nakweol Islands)

  • 유환수;고영구
    • 한국해양학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.241-258
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    • 1993
  • 우리 나라 서남해안의 임자도와 낙월도 주변해역은 해안선의 굴복이 매우 복잡하 며 북동-남서 방향으로 대상의 사퇴가 잘 발달되어 있어 이 해역에 분포하는 표층퇴적 물의 특성과 퇴적환경을 규명하기 위해 총 40개소에 걸쳐 채니기 등으로 시료를 채취 하여 퇴적학적 및 미고생물학적 연구를 수행하였다. 연구해역은 퇴적물의 입도 분포상 니질 사 역 퇴적상, 사 퇴적상, 실트질 사 퇴적상, 사질 실트 퇴적상, 실트 퇴적상의 5개 퇴적상으로 분류되었으며, 표층퇴적물의 입도분석 결과 평균입도, 분급도, 왜도 및 첨도 등은 광역적으로 산포되는 경향을 보였지만 그 입도특성은 일반적으로 천해퇴 적상이 지니는 특징에 해당되는 것으로 나타났다. 연구해역의 퇴적물 중 사질퇴적상을 보이는 부분에서 산출된 석영립들을 전자현미경으로 관찰한 결과 이들은 대체로 고에 너지 환경에서 생성되었으며 한때는 대기 중에 노출되었을 가능성 등이 시사되며 전체 적으로 연구해역에 분포하는 퇴적물 중에는 다양한 기원의 쇄설성 입자들이 혼재된 것 으로 해석된다. 연구해역에서 산출된 규편모류와 mammoplankton은 각각 1속 6종과 5속 5종이 산출되었는데 이들 미생물 유해들의 군집 분석 결과 연구해역의 퇴적물들은 온 난수괴의 영향아래 퇴적물의 재동현상이 비교적 활발히 일어나고 있는 것으로 추정된 다. 또한 유기물 및 탄산염의 함량과는 뚜렷한 상관관계를 설정하기는 어려웠다.

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춘천 연옥 광물의 광물학적 특성 : 광물상, 광물 화학 및 혼성 격자 구조 (Mineralogical Characterization of the Chuncheon Nephrite: Mineral Facies, Mineral Chemistry and Pyribole Structure)

  • 노진환;조현구
    • 한국광물학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.57-79
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    • 1993
  • 백운암질 대리암의 다변성 교대 작용에 의해서 생성된 춘천 연옥은 산출 상태, 광물상 및 조직상의 특징에 따라 연녹색 연옥, 녹색 연옥, 암녹색 연옥, 및 회색 연옥으로 구분된다. 연옥은 주로 극미립상(대개 $2{\mu}m$ 이내의 결정폭)의 침상 내지 섬유상(결정의 길이/폭 비>10) 투각섬석 결정들로 구성되고 미립의 투휘석, 방해석, Mg-녹니석, 스핀 등이 불순물로서 극소량 수반된다. 연옥 특유의 강한 인성은 편향 결정화된 연옥질 투각섬석 결정들이 다소 만곡된 형태로 섬유상의 치밀한 조직을 이루는 것에 기인한다. 춘천 연옥 특유의 녹색은 발색소로서 Cr이나 Ni보다 Fe 함유 정도에 보다 의존되는 경향을 보인다. 그러나 연옥의 다양한 색깔과 색조는 그외에 연옥의 결정도 및 조직 그리고 불순 광물의 종류 및 함유 정도에도 영향을 받는 것으로 나타난다. 연옥질 투각섬석은 주요 성분들의 함유도에 있어서 다소 산포되는 양상을 나타내고, 녹색의 색조가 상대적으로 짙은 연옥일수록 Al과 Mg/Ca의 함유 정도가 보다 높은 경향을 보인다. 또한 Fe의 함유 정도는 전반적으로 낮은 수준이지만 암녹색 연옥에서의 투각섬석이 상대적으로 다소 높게 함유되는 특징이 있다. 연옥질 투각섬석은 고분해능 투과 전자현미경 하에서 주로 3중의 쇄형 격자 단위가 불규칙하게 정상의 2중 쇄형 격자들 사이에 개재되어 소위 피리볼 구조형을 이루는 현상이 흔히 관찰된다. 이와 같은 일종의 혼성 격자 구조는 모든 유형의 춘천 연옥에서 나타나는 것으로, 3중 쇄형 격자 이외에 5중 쇄형 격자와 드물게 4중 쇄형 격자(회색 연옥)도 정상적인 2중 쇄형 격자들 사이에서 불규칙적으로 다양하게 혼재한다. 연옥질 투각섬석의 2중 쇄형 격자에서 보다 폭이 넓은 쇄형 구조 단위들의 불규칙한 혼재 양상은 연옥의 녹색이 짙을수록 심화된다. 이는 투각섬석의 결정 화학적 측면에서 Al과 Mg/Ca의 함유비 증가, 화학적 일정성의 저하, (110) X-선 회절선의 강도 저하, 및 b축 단위포 격자 상수 값의 증가와 밀접히 연관된다. 춘천 연옥에서 관찰되는 혼성 격자 구조의 존재 형식과 빈도 추이는 연옥의 생성이 Mg이 풍부한 광화 용액의 급격한 확산과 이에 따른 높은 준안정도 조건에서 이루어졌음을 시사하는 것으로 해석된다.

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