• 전산구조공학
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• 제17권2호
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• pp.42-49
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• 2004

강체스프링 모델은 분할된 요소를 강체라고 가정하고, 각 요소는 스프링 시스템을 연결되어 있다고 생각하여 구조물을 해석하는 방법이다. 먼저 보의 휨 문제에 대한 강체스프링 모델의 개념을 설명하고자 한다. (중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.84-90
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• 2018

철도차량의 거동을 해석하기 위하여 다물체 동역학 모델을 구성함에 있어 현가시스템을 구성하는 스프링, 댐퍼와 같은 현가요소에 대한 스프링강성이나 감쇠계수와 같은 물성치 파악은 매우 중요하다. 그 중 1차, 2차 현가시스템에 주로 활용되고 있는 코일스프링에 대한 동역학 모델을 구성함에 있어 축방향 강성은 도면이나 설계자료에 명확하게 명시되어 있지만 횡방향에 대한 물성은 명시되어 있지 않아 동역학 해석 모델 구성에 어려움을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 철도차량의 현가시스템에 폭 넓게 적용되고 있는 코일스프링에 대한 횡강성을 해석하기 위한 모델에 대하여 검토하고자 한다. 코일스프링 시료에 대한 횡강성을 해석하고자 유한요소해석 방법을 수행하였고 Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 그리고 코일스프링 시료를 대상으로 횡강성 특성시험을 수행하여 해석모델과의 적합성을 검토하였다. 시험결과와 비교한 결과, Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하고 보정계수를 수정한 결과가 시험결과에 근사한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.42-49
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• 2019

본 연구에서는 가속열화시험을 이용하여 터보엔진 구성품용 스프링의 저장 신뢰도를 예측하는 방법을 제시한다. 스프링의 신뢰성 평가 절차를 먼저 수립한 후, 스프링의 성능열화특성은 스프링 상수로 선정한다. 또한 스프링 상수를 노화시키는 가속 스트레스 인자는 온도로 결정한다. 본 연구에서는 터보엔진에 사용되는 스프링에 대해서 3가지 온도 조건에서 시험을 실시하며, 각각의 온도 조건에서 스프링의 노화 상태를 확인하기 위해 주기적으로 스프링 상수를 측정한다. 스프링의 고장시간은 열화모델을 이용하여 예측하며, 최종적으로 고장시간과 가속모델을 이용하여 사용조건에서 스프링의 저장 수명을 예측한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.559-566
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• 2012

철근콘크리트 전단벽을 모델링하기 위해서 섬유요소와 전단스프링을 사용한 모델을 개발하였다. 섬유요소는 전단벽의 휨변형을 나타내며, 전단스프링은 전단변형을 나타낸다. 섬유요소는 단면치수와 비선형 재료성질을 입력하여 모델링되며, 전단스프링은 섬유요소모델과 VecTor2프로그램의 해석 결과로부터 그 변수들을 선정한다. 전단스프링은 전단변형에 의한 강도 강성 감소, 핀칭효과, 그리고 슬립현상을 모사할 수 있는 OpenSees의 Pinching4 모델을 사용하였다. 전단스프링의 변수선정과정은 복잡하고 시간이 오래 걸린다. 따라서 섬유요소모델의 사용성을 검토하기 위해 전단벽의 형상비(H/L), 보의 높이변화, 그리고 보와 전단벽의 강성비 휨강도비를 변수로 하여 전단벽 건물에 동적해석을 수행하였다. 전단벽의 형상비는 섬유요소모델을 사용한 모델과 섬유요소와 전단스프링을 함께 사용한 모델의 층간변위비 오차와 일정한 관계를 가진다. 하지만 보의 높이변화와 강성비 휨강도비 변화에 두 모델의 오차는 일정한 관계를 보이지 않는다.

• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.46-51
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• 2008

본 연구에서는 비선형 디스크 스프링과 고무링으로 구성된 완충장치의 감쇠에 관하여 연구하였다. 고무링의 마찰력과 디스크 스프링의 이력현상을 측정하여, 디스크 스프링의 적층 배열에 따른 이력곡선을 근사하고, 소산되는 에너지의 양을 추산하였다. 마찰력과 소산 에너지에 근거하여 네 종류의 감쇠 해석모델을 제시하였으며, 각각의 모델에 대한 충격응답을 고찰하였다. 고무링의 마찰력보다는 디스크 스프링의 이력현상이 완충장치의 감쇠거동에서 더 큰 영향을 미치었다. 가장 실용적인 감쇠 모델로는 소산되는 총 에너지의 양에 근거한 등가 점성 감쇠 모델이 다른 감쇠 모델보다 적합하다는 결론을 얻었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.245-253
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• 2020

본 논문은 모노파일 풍력 지지구조물에 대한 공진 안전성 평가에서 여러 말뚝-구조물 상호작용(PSI) 모델을 사용하여 고유진동수를 비교하였다. PSI 재현을 위한 유한요소모델은 기저 스프링 모델, 분산 스프링 모델, 3차원 고체-쉘 모델을 사용하였다. PSI 모델이 고유주파수에 미치는 영향을 분석하기 위해 기저 스프링과 분산 스프링 모델 적용을 위한 강성행렬 산정법과 Winkler 보 모델을 각각 논문에 나타내고 이들 모델로부터 도출된 서로 다른 기하 및 지반조건을 갖는 모노파일의 고유진동수를 조사하였다. 해석결과는 또한 3차원 고체-쉘 모델의 고유진동수와도 비교되었다. 해석결과는 소구경 모노파일이 견고한 지반 및 암반에 관입된 경우 각 해석모델로부터 얻어진 고유진동수의 차이가 거의 없음을 보여준다. 반면 연약 지반에 설치된 대구경 모노파일에 대해 분산스프링 모델은 고유진동수를 과대평가할 수 있다. 따라서 고유진동수 평가 시 구조물 규모와 지반 조건을 고려해 적합한 PSI모델이 적용되어야 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.68-69
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• 2011

마그네슘 판재의 온간 스프링백 거동 예측을 위한 재료 거동 모델을 고찰하였다. V-굽힘 시험에 관한 기존 문헌의 결과와 비교하여 재료 모델의 타당성을 토하였다. 스프링백 거동의 정량화를 위해 온간 S-rail 프레스금형에 의한 성형 시험을 수행하였다. 성형 시험은 다양한 온도, 속도, 성형깊이 조건에서 수행하였으며 시험 결과를 서로 비교하였다. 재료 모델을 사용하여 S-레일 성형에 따른 스프링백 예측을 위한 유한요소해석을 수행하고 그 결과를 시험 측정값과 비교하였다. 이로부터 재료 모델의 한계와 가능성을 고찰하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.297-302
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• 1998

유한요소법을 이용하여 스프링으로 연속 지지되고 축방향 하중이 작용하는 핵연료봉의 자유진동 해석올 수행하였다. 본 해석에는 지지격자 지지점에서 핵연료봉의 변위가 구속되지 않는 실제 경계조건을 반영하였다. 이러한 경계조건은 지지점 스프링 상수에 의하여 핵연료봉 해석모델의 탄성항이 약화되는 현상을 반영할 수 있어서 지지점이 구속된 기존의 모델보다 고유진동수를 작게 예측한다. 스프링 상수가 어떤 임계값 이하를 갖는 경우 고유진동수 뿐만 아니라 모드형상도 크게 변하기 때문에 지지점을 구속한 모델에 의한 해석은 실제 진동현상을 상당히 왜곡 할 수 있다. 핵연료봉에 작용하는 축방향력이 인장력에서 압축력으로 감소함에 따라 고유진동수도 감소하지만 핵연료봉의 고유형상은 변하지 않았다. 지지격자 스프링 상수의 점진적인 감소와 핵연료봉 축방향 압축력의 감소를 동시에 적용하는 경우 고유 진동수는 두 변수를 별도로 적용했을 때 얻은 최소값의 변화에 따르는 경향을 나타내었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.407-410
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• 2011

본 연구에서는 탑승객의 안전과 국내 환경에 적합한 제동거리 확보를 위해 새로운 개념의 스프링을 사용한 제동장치를 설계하고자 한다. 새로운 제동장치에 사용되는 스프링은 변위에 따라 감쇠 성능 특성을변화시키는 Multi-Rate 변위 감응형 스프링을 최적화하여 적용하였다. 이를 위한 최적화 기법으로는 비선형 최적화 기법인 순차적 2차계획법(Sequential Quadratic Programming, SQP)을 사용하였으며 먼저 Ziprider의 운동을 제동거리와 제동시 발생하는 회전각의 관계로 표현 가능한 수치모델을 개발하였다. 또한 개발된 수치모델은 Matlab을 이용하여 코드화하고 그 결과를 RecurDyn과 비교 분석하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제12권3호
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• pp.208-217
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• 2006

본 논문은 소성변형(plastic deformation)특성을 갖는 직물의 움직임을 시뮬레이션하는 기법을 제안한다. 소성은 탄성과 반대되는 개념으로, 물질이 외부의 힘에 의해 변형되었을 때, 초기상태로 완전히 회복되지 못하는 성질이다. 직물은 파티클 모델(particle model)을 이용하여 모델링하며, 파티클간의 상호작용은 바로 인접한 파티클간의 순차연결과 한 파티클 건너에 있는 파티클간의 교차연결을 설정함으로써 표현한다. 순차연결은 직물의 압축과 인장변형을, 교차연결은 직물의 굽힙변형을 표현한다. 연결은 스프링으로 모델링하는데, 순차연결은 탄성스프링으로, 교차연결은 변형정도에 따라, 탄성스프링 또는 소성스프링으로 모델링한다. 본 논문은 기존의 파티클 모델에서 사용하는 탄성스프링에 소성스프링을 추가하여 직물의 소성변형 현상을 표현한 것이다. 그 결과, 굽힘주름과 영구변형된 구김주름, 그리고 주름이 직물 전체에 고루 분포되는 현상을 시뮬레이션할 수 있었다. 연결의 탄성스프링과 소성스프링을 모델링할 때 직물운동방정식 수치해법의 안정성을 보장하기 위해 직물 시스템의 강성 메트릭스 (stiffness matrix)가 indefinite이 되지 않도록 주의를 기울였다.