• Title/Summary/Keyword: 설계수명

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유한요소 해석을 이용한 선박용 엔진 프레임 박스 용접부의 피로수명 예측 (Fatigue Life Estimation for Welded Parts of Marine Vessel Engine Frame Box by Utilizing Finite Element Analysis)

  • 이재훈;최종호;조진래;이인수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.573-580
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    • 2007
  • 본 논문은 선박용 엔진인 S60MC-C의 프레임 박스 용접부에 대한 피로수명 예측을 위한 수치적 기법을 제시한다. 피로 수명 평가를 위해 싸이클 동안의 동적인 응력변화를 계산해내야 하며, 이에 따라 선행된 연구에서 얻은 엔진의 한 싸이클 동안의 하중 조건으로 상용 유한요소해석 프로그램을 이용한 구조해석을 실시하였다. 구조해석은 8단계에 대해 이루어 졌으며, 그 결과를 바탕으로 프레임 박스 용접부의 피로수명 평가를 위해서 HSS(Hot spot stress), Reservoir counting method, Palmgren-miner's rule을 적용하였다. 결과적으로 구조해석을 통한 대상 엔진의 취약부와 과잉 설계부를 확인하였고, 피로수명의 평가를 통해 설계의 적절성 여부를 평가하였다.

설계수명 및 경제성을 고려한 유도상 아스팔트 궤도의 최적 단면 산정 (Optimal Section of Ballasted Asphalt Track Considering Design Lifetime and Economic Feasibility)

  • 이성혁;이진욱;이현민
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.241-251
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    • 2015
  • 유도상 아스팔트 콘크리트 궤도(이하, 유도상 AC궤도)는 아스팔트 콘크리트 노반(이하, AC노반)의 존재에 의해 유도상 궤도에 비해 열차하중 분산효과에 의한 강화노반 두께 감소가 가능하며 누적 소성 변위도 작을 뿐만 아니라 유지관리 측면에서도 유리한 궤도 구조이기 때문에 국외에서 적용 사례가 증가하고 있다. 그러므로 유도상 AC궤도의 국내 도입을 검토하기 위해 선행 연구를 통해 수행한 AC노반 유무에 따른 거동 특성을 분석하여 현재 설계기준에 명시된 유도상 궤도의 단면과 유사한 성능을 보이는 유도상 AC궤도의 단면을 분석한 바 있으며, 실대형 정 동적 열차하중 재하 실험 결과와의 비교를 통해 해석 결과의 신뢰성을 검증하였다. 본 연구에서는 선행 연구를 바탕으로 AC노반의 두께를 일정하게 하고 강화노반 두께를 변화시켰을 때에 획득된 AC노반 하면에서의 변형률을 이용하여 설계 수명을 산정하였고 각각의 단면에 대한 확률론적 LCC분석을 통해 기대 설계 수명을 만족하면서 기존 유도상 궤도와 비교하여 동등 또는 동등이상의 성능을 갖는 유도상 AC궤도의 설계 단면을 제시하였다.

피로수명을 고려한 1 MW급 수평축 풍력터빈 복합재 블레이드 설계에 관한 연구 (A Study on Composite Blades of 1 MW Class HAWT Considering Fatigue Life)

  • 김민웅;공창덕;박현범
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.564-573
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    • 2012
  • 새롭게 제안된 공력 설계 절차와 In-house 프로그램을 이용하여 1 MW급 수평축풍력 터빈 블레이드의 형상을 결정하였고, 기존에 개발된 블레이드의 실험 결과와 본 연구에서 제안한 블레이드와의 비교를 통하여 공력 설계에 대한 타당성을 제시하였다. 블레이드의 구조 설계는 Netting Rule과 Rule of Mixture를 적용하여 설계를 진행하였다. 설계된 블레이드의 구조적 안전성은 상업적 유한요소프로그램인 MSC.NASTRAN을 사용하여 다양한 하중에 따라 선형 정적해석, 변형해석, 좌굴해석, 진동모드해석 등을 수행하였다. 최종적으로 Spera가 제시한 실험식을 적용하여 요구된 피로수명에 대해 타당성을 확인하였다.

초기 염화물량의 증가와 배합 및 설계 변수 특성을 고려한 콘크리트 내구수명의 변동성 (Service Life Variation Considering Increasing Initial Chloride Content and Characteristics of Mix Proportions and Design Parameters)

  • 박선경;권성준
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.236-245
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    • 2021
  • 노출 환경 및 설계 변수의 변화에 따라 내구수명은 큰 범위를 가지고 변화하게 되므로 설계자 입장에서는 내구수명의 변동성을 이해하는 것은 중요하다. 최근 들어 탄소 중립을 위하여 플라스틱 혼소재가 클링커 생산 시 원료로 사용되고 있는데, 이러한 경우, 시멘트의 염화물 함유량은 증가하게 된다. 본 연구의 목적은 플라스틱 혼소재를 사용하여 초기 염화물량이 증가할 경우, 다양한 노출 환경과 설계 변수를 고려하여 내구수명이 어떤 수준으로 변화하는지에 대한 연구이다. 이를 위해 4 수준의 초기 염화물량을 설정하였으며, 3 수준의 표면 염화물량을 포함한 다양한 환경 조건에 따라 내구수명을 LIFE 365 프로그램을 이용하여 평가하였다. 해석 변수로서 임계 염화물량, 고로슬래그 미분말 치환 혼입율, 물-결합재 비, 피복두께, 단위 결합재량, 초기 염화물량을 설정하였다. 초기 염화물량이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 경향을 보이지만 이 값을 1,000ppm까지 허용해도 내구수명의 큰 감소는 나타나지 않았다. 또한 슬래그 치환율을 증가시킬 경우 더 높은 내구수명을 확보할 수 있는데, 이는 고로슬래그 미분말이 외부 염화물 이온의 확산 저감과 동시에 자유 염화물을 고정시키는 효과가 있기 때문이다. 초기 염화물량의 허용 농도를 유럽기준과 같이 증가시키는 것도 지속가능성 향상과 탄소량을 저감시키는 데 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 표면 염화물량이 낮고 혼화재(슬래그)를 사용한 경우, 초기 염화물량의 영향은 상대적으로 낮았지만 표면염화물량이 높은 경우, 노출환경을 고려한 신중한 배합설계가 필요하다.

원자력 발전소 전기1급 케이블의 60년 사용에 대한 고찰 (A Study of 60-Year Lifetime of Class 1E Cables in the Nuclear Power Plants)

  • 진석일;배장호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.418-420
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    • 2004
  • 전기1급 케이블의 활성화에너지, 가속노화온도 및 가속노화시간 둥을 이용하여 아레니우스(Arrhenius) 방정식에 근거한 케이블 정격온도 및 실제 사용 가능한 운전온도에서 이론적 수명을 계산하고, 정격온도 이외에서의 허용전류를 계산하였다. 또한, 정격온도를 어느 정도 낮추어 사용하면 표준원전에서 기 검증된 전기1급 케이블을 차세대원전 설계수명인 60년간 사용이 가능한지 계산 및 정격온도 감소 적용시 전력케이블 설계영향 둥을 고찰해 보았다.

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고압 LED 구동을 위한 전해 커패시터리스 비절연형 역률 보상 전원 장치 설계 (Design of Electrolytic Capacitorless Non-isolated PFC Power Supply for High Voltage LED driver)

  • 유재도;류명효;백주원;김인동;김흥근
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.250-251
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    • 2010
  • 최근 각광받고 있는 LED의 긴 수명시간에 비해서 전원 장치의 짧은 수명시간 문제가 크게 대두되고 있다. 이에 본 논문에서는 전원 장치의 수명시간을 좌우하는 전해 커패시터를 대체하여 용량이 매우 작은 필름 커패시터를 사용함으로써 전원 장치의 수명시간을 연장하고 원가를 절감 하고자 한다. 또한 PFC기능을 추가하여 역률을 향상 시키고자 한다. 고압 LED구동을 위한 20W급 비절연형 부스트 컨버터와 벅부스트 컨버터 역률 보상 전원 장치를 설계 및 제작하고 실험을 통해서 제안된 토폴로지의 타당성을 검증하였다.

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PWR에서 Core Support Barrel의 진동 (Vibrations of the Core Support Barrel in PWR)

  • 이병호;김유만
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1991년도 춘계학술대회논문집; 한국해사기술연구소, 대전; 1 Jun. 1991
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    • pp.163-166
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    • 1991
  • 현재 PWR의 동력로의 값은 대당 10억불이나 되는데, 원래 20년 수명을 예 측하고 설계된 것이나, 이를 두 배로 늘려서 40년이 수명을 가질 수 있겠는 가 하는 문제가 크게 대두되었다. 본 연구는 가장 중요한 구조물인 로심부 지지통의 수명판정조건을 제시하기 위하여 계산한 일부이다. 수명판정을 하 기 위해서는 barrel의 강제진동 응답으로부터 fluctuating stress를 구해야만 한다. 본 연구에서는 modal analysis를 이용하여 변위를 모드함수의 급수전 개의 형태로 표시하고 가진주파수가 barrel의 고유진동수와 일치하는 모드만 을 택하여 fluctuation stress를 구하였다.

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해외 동향 - 데이터 중심적 형상 관리

  • 한국원자력산업회의
    • 원자력산업
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    • 제35권4호
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    • pp.65-70
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    • 2015
  • 통합된 형상 관리 정보 시스템은 원전의 허가에서부터 설계, 조달, 건설, 시험 가동, 운영, 유지보수와 원자로의 폐기까지 원전 수명의 전 과정을 아우르는 모든 데이터와 정보들을 총괄하여 관리하는 것이다. 최신 형상 정보 관리 시스템을 도입하면 원전 수명의 전 단계에 걸쳐 운영상의 이점과 경제적인 수익을 기대할 수 있다.

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