콘크리트 구조물의 내구수명평가는 주로 해석 변수의 변동성을 고려하지 않은 결정론적 방법과 변동성을 고려한 확률론적 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 해안으로부터의 거리와 높이에 따른 내구수명 평가를 위해 일본토목학회에서 제안한 해안으로부터 거리에 따른 표면염화물량과 실태조사를 통한 높이에 따른 표면염화물량을 적용하였다. Fick's $2^{nd}$ Law에 기반을 둔 Life-365를 이용한 결정론적 방법과 MCS을 이용한 확률론적 방법을 수행하여 내구수명을 평가하였다. 평가결과 확률론적 방법이 결정론적 방법보다 낮은 내구수명이 평가되었으며, 이는 기존에 연구된 확산계수, 피복두께, 표면염화물량 등의 변동계수뿐 아니라 낮은 목표내구적 파괴확률을 설정하였기 때문이다. 결정론적 방법에서는 해안가 250m 이내에서는 높이 60m 이상에서, 500m에서는 염해에 의한 피해를 고려하지 않아도 되는 것으로 평가되었다. 또한 확률론적인 방법에서는 전 구간에서 60m 이상의 지역, 250m 이내에서는 40m 이상의 구조물은 염해에 대하여 안전한 것으로 평가되었다.
무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가치고 있다. 본 연구에서는 500Kw급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력 성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 550Kw를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공질 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.
구조물의 사용수명은 흔히 균열의 생성 및 성장과 크게 관련지어지는데, 이는 균열의 존재가 기계나 구조물의 성능에 장애를 줌은 물론 기계 전체에 치명적인 손상을 입힐 수 있기 때문이다. 그 동안의 파괴역학분야의 연구에서는 균열이 존재하는 부재의 주 모델을 해석의 편의상 두께가 균일한 부재로 간편화하여, 주로 이차원적으로 해석을 해왔다. 그러나, 실제 기계 및 구조물에는 두께가 일정한 부재 뿐 아니라, 두께가 일정하지 않고 변화하는 부재(이하 변호부재라 한다)가 현실적으로 폭넓게 사용되고 있다. (중략)
승차감이나 안전에 관련된 부분 중 하나인 자동차 시트는 차량 주행시 전달되는 충격이나 진동을 적절하게 흡수하여 승객에게 안락성을 제공한다. 또한 이러한 여건을 만족시키면서 승객의 안전을 보장하는 충분한 강성과 강도를 가져야 한다. 자동차 시트는 2가지의 모델로 설계를 하고 구조 해석을 하였다. 그 결과, 시트 백프레임의 모델 (b)가 (a)보다 적은 변형량과 피로 수명을 보였고. 모델의 중앙에 해당되는 허리부분에서 가장 많은 변형량과 파손 가능성을 보였다. 고유진동수를 적용한 진동해석에서, 모델(a)의 경우는 모델의 바깥쪽에서 안쪽으로 변형이 되었고, 모델(b)의 경우는 모델의 안쪽에서 바깥쪽으로 변형이 되었다. 전반적으로 모든 면에서 모델(b)가 (a)보다 구조적으로 안전하다고 사료된다.
자연환경 중 다양한 형태로 존재하는 염화물은 콘크리트 구조물의 철근 부식을 야기하며 이에 따른 심각한 내구성 저하와 함께 구조물의 수명을 감소시킨다. 현재 콘크리트 중의 염화물 침투 특성을 규명하기위한 연구는 해안가 장기 폭로 시험과 전기화학적 촉진 시험에 의한 확산계수 평가 등에 의해 지속적인 발전을 이루어왔으나 콘크리트의 배합, 수화도, 고정화능력, 공극률의 재료적 특성을 고려한 이성적이며 포괄적인 염화물 침투 모델에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실내 염화물 침지 실험을 통해 콘크리트의 염화물 고정화 특성을 파악하고 이를 고려한 염화물 침투 모델로서 비정상상태의 염화물 침투 해석과 함께 해양침지환경하의 철근콘크리트 구조물의 내구수명 예측을 시도하였으며 SHRP 기준과 20~40%의 내구수명의 차이를 보였다.
혈액질환(血液疾患), 특히 용혈성빈혈(溶血性貧血)을 수반(隨伴)한 경우(境遇)에 적혈구(赤血球)의 생성(生成) 및 파괴과정(破壞過程)을 정확(正確)히 파악(把握)하는 것은 중요(重要)하여 특히 적혈구수명측정(赤血球壽命測定)은 빈혈(貧血)의 본능(本能) 및 발생기전(發生機轉)을 이해(理解)하는데는 물론 병인적(病因的) 치료(治療) 및 예후(豫後)를 결정(決定)하는데 대단(犬端)히 유용(有用)하다. 적혈구수명측정(赤血球壽命測定)에는 1919년(年) Ashby가 개발(開發)한 differential agglutination법(法)이 이용(利用)되어 왔으나 수혈(輸血)에 따른 위험(危險)이 있고 방법(方法)이 복잡(複雜)하다는 단점(短點)을 가져 새로운 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)이 연구(硏究)되어 왔다. 최근(最近)에 $^{51}Cr$이나, $^{32}DFP$같은 방사성동위원소(放射性同位元素)를 이용(利用)한 방법(方法)이 도입(導入)된 이래(以來) 임상적(臨床的)으로 적혈구수명측정(赤血球壽命測定)이 많이 시행(施行)되고 있지만 아직까지도 그 방법(方法)이나 결과(結果)의 해석(解釋)에 표준화(標準化)가 안되어 있다. 현재(現在) 임상영역(臨床領域)에서 가장 널리 이용(利用)되고 있는 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)은 방사성(放射性) chromium($^{51}Cr$)법(法)으로 1950년(年) Gray와 Sterling에 의(依)해 창안(創案)된 이래(以來) 많은 학자(學者)들에 의(依)해 여러 가지 변법(變法)이 고안(考案)되어 왔는데, 이의 가장 큰 이유(理由)는 $^{51}Cr$이 적혈구표지(赤血球標識)에 가장 이상적(理想的)인 것만은 아니고 그 결과(結果)에 많은 요인(要因)들이 영향(影響)을 미치기 때문이다. 또 이런 변법(變法)의 사용(使用)은 각(各) 검사(檢査)에서 계산(計算)된 측정치(測定値)에 차이(差異)가 있어 그 결과(結果)의 해석(解釋) 및 비교(比較) 검토(檢討)에 적지않은 난점(難點)이 생겨 표준화(標準化)된 공통적(共通的)인 방법(方法)의 사용(使用)이 중요(重要)하다는 사실(事實)이 인식(認識)되게 되었다. 1966년(年) 호주(濠洲)의 Sydney에서 개최(開催)되었든 제11차(第11次) 국제혈액학회(國際血學會)때 열린 제4차(第4次) International Committee for Standardization in Haematology(ICSH)에서 Diagnostic Applications of Radioisotopes in Haematology에 관(關)한 expert panel을 갖을것을 의결(議決)하여 다음과 같은 12명(名)의 위원(委員)이 결정(決定)되었으며 위원회(委員會)의 의장(議長)에 Dr. Szur, 총무(總務)에 Dr. Glass가 각각(各各) 선임(選任)되었다. 그간(間) 1967년(年) 영경(英京) London에서 첫 회합(會合)이 있은후(後) New York, Vienna(IAEA후원(後援)) Brthesda(NIH후원(後援))에서 전문위원회(專門委員會)를 갖고 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)에 관(關)한 의견(意見)의 일치(一致)를 보았다. ICSH와 국제혈액학회(國際血學會)에서는 이번에 결정(決定)된 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)을 널리 소개(紹介)하며, 측정법(測定法)과 얻어진 결과(結果)의 해석(解釋)에 표준화(標準化)를 기(期)할 목적(目的)으로 이에 연관성(聯關性)있는 전문지(專門誌)에 게재(揭載)할 것을 요청(要請) 받었기에 이에 전문(全文)을 소개(紹介)하는 바이다. 이들은 방사성(放射性) chromium 법(法)의 모든 세부적(細部的)인 면(面)을 표준화(標準化)하고 있으며 그간(間) 가장 논란(論難)의 대상(對象)이 되었던, $^{51}Cr$-표지방법(標識方法)에 있어서의 세가지 변법(變法), 즉 ACD법(法), Citrate-wash법(法), ACD/ascorbic acid법(法)을 모두 인정(認定)하고 있다. 또한, DFP($DF^{32}P$ 또는 $^3H-DFP$) 표지법(標識法)의 표준방법(標準方法)도 기술(記述)하고 있으며, 더욱 중요(重要)한 것은 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)으로서 현재(現在)까지 대부분(大部分)의 학자(學者)가 사용(使用)하여 왔던 지표(指標)인 $T_{50}Cr$ 대신(代身)에 mean red cell life span을 사용(使用)할 것을 권(勸)하고 있다.
각종 구조물, 기계요소의 파괴(破壞)에 있어서 상당수는 피로파괴(疲勞破壞)가 그 원인인 것이 많고, 그 설계 및 안전성 평가를 위해 신뢰성해석법(信賴性解析法)을 도입함에 있어서 피로수명(疲勞壽命)의 확률분포(確率分布)를 파악하는 것은 구조물에 작용하는 외력의 추정(推定)과 함께 중요하다. 피로수명(疲勞壽命)의 확률분포(確率分布)를 구하는데는 대수정규분포(對數正規分布) 혹은 Weibull분포(分布) 등이 제안되어 있지만, Weibull분포(分布)가 그 뛰어난 응용성과 정확성 때문에 피로수명분포(疲勞壽命分布)에 가장 자주 쓰이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 응용범위가 넓고, 데이터의 특성을 가장 잘 표현하는 것으로 알려진 Weibull분포(分布)를 사용하였다. 어떤 응력상태 하에서의 피로균열발생수명(疲勞龜裂發生壽命)의 확률분포(確率分布)를 구하기 위해서는 일반적으로 수십개의 피로시험(疲勞試驗)을 행하여 많은 데이터를 얻어야 한다. 그러나, 그러한 많은 시험은 시험시간, 경비등의 면에서 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 피로균열발생분포를 구하기 위하여 적은 시험편으로 보다 많은 데이터를 얻을 수 있는 100개의 응력집중부(應力集中部)를 가진 변단면(變斷面)외팔보형 시험편(試驗片)을 개발하였다. 피로시험(疲勞試驗)은 일정진폭완전량진(一定振幅完全兩振) 굽힘피로하중에서 실시하였고, 피로균열발생수명(疲勞龜裂發生壽命)의 확률분포(確率分布)를 추정(推定)하는데에는 여러가지 방법들이 있으나, 본 연구에서는 미지(未知)의 모수추정(母數推定)에 그 유용성이 확인된 Bayesian 신뢰성해석법(信賴性解析法), Skewness법과 최소자승법을 사용하여 그 정도를 비교하였다.
This study aims to develop the program for active solar heating system design & analysis. The program, named ASOLis, is consisted of three user's interface like as system input/output, library, and utilities and used TRNSYS as a calculation engine for the system analysis. ASOLis simplifies user's input data through the database and can design 37 different types of solar systems. Solar system is configurated by two separated parts "solar thermal collecting part" and "load supplying part". Due to the user-friendly layout, all design parameters can be changed quickly and easily for the influence on system efficiency. For the reliability, ASOLis compared with experimental result. As a result, ASOLis is expected to be used as a vital tool for the design and analysis of active solar heating system.
본 연구는 동력전달 장치인 추진축이 차량 주행중 상하운동에 따라 생기는 자재이음의 내구성에 대한 강도 해석을 하였다. 유니버설 조인트에서의 최대 등가 응력과 전변형량은 요크 부분에서 $1.3177{\times}10^3$Pa및 $3.6148{\times}10^{-4}$m로 크게 나타났다. 'SAE bracket', 'SAE transmission' 및 Sample history'의 불규칙 피로 하중들 중에서는 하중의 변화가 극심한 SAE bracket'의 경우가 사용 가능 수명이 15951 Cycle 정도로 가장 짧은 것을 볼 수가 있고 하중의 변화가 가장 완만한 Sample history'에서 사용가능 수명이 $2{\times}10^7$ Cycle 정도로 가장 긴 것을 알 수 있었다. 피로 하중의 빈도수로서는 SAE Bracket history'가 80% 정도로서 가장 높게 나타나 파손의 가능성이 큼을 알 수 있었고 Sample history'가 5%로서 가장 낮게 나타났다. 그리고 구속 조건을 가하여 한 Harmonic response 해석에서의 최대 변위는 58Hz에서 일어났다. 이러한 진동수에서의 최대 변위는 0.00261m가 되었다. 본 연구의 결과를 종합하여 동력전달 장치인 추진축에 응용한다면 그 파손 방지 및 내구성을 예측하는데 활용이 클 것으로 사료된다.
1) 강소성 유한 요소법 프로그램 RDHPSC는 2단헤딩 가공에 있어서의 신뢰 할 수 있는 해석수단이다. 2) RDHPSC에 의한 2단헤딩의 해석은 2단헤딩가공에서의 최적 가공 조건의 결정에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 3) 2단헤딩 가공중의 금속흐름을 수치해석에서의 격자 변형에 의해 관찰될 수 있다. 4) 2단헤딩 가공중의 표면 결함의 발생가능성은 수치해석 결과에서 원수방향응력과 계수 D를 관찰함으로서 탐색되어질 수 있다. 5) 2단헤딩가공중에 있어서의 내부결함 발생가능성은 수치해석의 격차 변형을 통하여 알 수 있다. 6) 마무리 가공금형 수명에 대한 최적가공조건은 수치해석에서의 접촉압력을 조사하여 얻을 수 있다.(이 논문의 결론부분임)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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