• 제목/요약/키워드: 유효두께

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탄소섬유 복합재를 이용한 위성용 다기능 구조체의 방열성능 분석 (Study on the Thermal Radiation Performance of the Multi-functional Structure Made of the Carbon Fiber Composite Material)

  • 김택영;현범석;서영배;장태성;서현석;이장준;김원석;이주훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.157-164
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    • 2012
  • 다기능 구조체는 전자장비, 열제어 부품, 우주복사 차폐물 및 지지구조물이 하나의 시스템으로 통합된 구조적 결합체로써, 위성 및 행성탐사선 모듈의 소형화/경량화를 달성하여 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 매우 중요한 첨단 모듈이다. 본 연구에서는 구조적인 강도를 고려하여 설계된 다기능 구조체의 6가지 형상에 대하여 방열성능을 수치해석적인 방법으로 검토하였다. 다기능 구조체의 rib 형상이 방열판 내 전열효과에 미치는 영향은 열전도 측면만을 고려하는 것은 의미가 없으며, 구조적인 강성, 제작의 난점, 무게 등을 모두 고려하여야 하고, 전열 측면에서는 rib의 형상보다 면재 외부층의 두께와 무게에 대한 trade-off를 통하여 최적화하는 것이 일반적으로 유효하다고 판단된다.

소일시멘트 복토후 터널굴착에 대한 사례 연구 (A Case Study of Soil-Cement Fill for Tunneling)

  • 신일재;강준호;서영호
    • 터널과지하공간
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    • 제15권5호
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    • pp.359-368
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    • 2005
  • NATM 터널을 굴착하기에 토피가 너무 낮은 경우에는 보통 개착터널공법이 적용된다. 그러나 토피가 매우 낮거나 없는 계곡부에서 개착터널을 시공하기 위해서는 추가적인 두 곳의 갱구 형성과 복토가 이루어질 때까지 임시 사면에 대한 유지관리가 필요하다. 이런 경우에는 복토를 통해 토피를 확보한 후 터널을 굴착하는 방안이 유효하다. 이 연구는 터널 굴착이전에 소일시멘트로 복토한 후 굴착작업이 이루어진 대만고속철도 C240현장에 대한 사례 연구이다. 소일시멘트의 포틀랜드 시멘트 함유량은 $2\~4\%$이고, 1회 복토층의 두께는 $130\~250\;mm$ 범위가 되도록 시공하였다. 터널 굴착에 따른 소일시멘트 사면 및 터널내 최종 구조물인 콘크리트 라이닝에 대한 수치해석을 통해 안정성을 평가하였다.

계장화 압입시험 및 유한요소해석을 이용한 아연도금강판의 기계적 물성 추정 (Determination of Mechanical Properties of Galvanized Steel Sheets Using Instrumented Indentation Technique and Finite Element Analysis)

  • 진지원;곽성종;김태성;노기한;강기원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권5호
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    • pp.529-535
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    • 2012
  • 본 논문의 목적은 계장화 압입시험과 유한요소해석을 이용하여 아연도금강판의 기계적 물성을 추정하는 것이다. 먼저 인장시험을 통하여 유한요소해석에 요구되는 두께에 따른 아연도금강판의 기계적 물성을 획득하였으며, 이를 이용하여 유한요소해석을 수행하여 특정지점에서의 소성 응력 및 변형률을 획득하였다. 이러한 유한요소해석의 유효성은 계장화 압입시험의 하중-변위선도와 비교를 통하여 검토하였다. 유한요소해석을 통하여 구한 진응력-진변형률 곡선을 인장시험 결과와 비교하여 이의 정확성을 검증하였으며 또한 이를 바탕으로 대표 응력 및 변형률 산출지점을 재평가하였다.

Phase Change Material (PCM) 소재 적용 소방보호복의 화상발생 억제효과에 관한 연구 (Inhibitory Effect of adding Phase Change Material (PCM) to Fire Fighter Protective Clothing on Burn Injuries)

  • 이준경
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제30권3호
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    • pp.16-22
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    • 2016
  • 소방공무원의 화상방지를 위해 소방보호복의 개발이 이루어지고 있으나, 보호 성능을 높이기 위해서 소재의 두께가 증가하고, 그럼으로 경량화 달성이 어려워지는 단점이 존재한다. 이를 극복하기 위한 여러 가지 방법 중 Phase Change Material(PCM, 상변화 물질)을 적용한 섬유를 소방보호복 안감에 적용하는 연구가 진행되고 있다. 기존 연구의 경우, 고온노출시 PCM 적용 섬유의 온도 특성에 대한 연구가 일부 있었으나, 화상 발생과의 직접적인 연관성을 살펴볼 수가 없다는 큰 단점이 존재한다. 본 연구에서는 짧은 시간 고열유속 상태의 돌발화염조건에 대해 현재 사용되고 있는 소방보호복 안감에 대한 PCM 적용 여부에 따라 2도 화상 발생 억제 효과를 수치계산을 통해 살펴보았다. 피부의 화상 해석을 위해 생체 열전달 방정식(Bio-heat transfer)을 이용하여 지배방정식을 유도하였으며, 유한차분법(Finite Difference Method)을 활용하여 화상에 대한 예측을 수행하는 수치해석 접근법을 사용하였다. 시간에 따른 온도 및 손상함수 결과 분석을 통해 PCM 소재의 열흡수가 열전달을 지연시키는 효과가 큼을 확인할 수 있었고, 그에 의해 화상발생을 방지하는 매우 유효한 방법임을 확인할 수 있었다.

마직물의 태에 관한 연구 -주관적 태 평가 방법과 객관적 태 측정을 통한 산출식의 개발을 중심으로-

  • 박성혜;유효선
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 1999년도 춘계학술발표논문집 논문집
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    • pp.219-219
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    • 1999
  • 마직물은 통기성, 흡수성, 투습성이 좋고 건조가 빠른 편이므로 여름철 직물로 많이 사용되어 왔다. 마직물은 또한 뻣뻣하며 몸에 감기지 않고 촉감이 깔깔하여 시원한 느낌을 주며 다른 직물에 비해 강직하고 표면이 거칠고 드레이프성이 떨어지는 등의 독특한 태를 가지고 있다. KES-F 시험기에 의해 여러 물성량들을 종합적으로 계측할 수 있게 됨에 따라 의복의 착용감에 만족을 주는 소재의 성능에 대한 연구가 종래의 주관적평가에서 KES-F 시스템을 이용하여 객관적으로 태를 예측하는 방법으로 진행되고 있다. 그러나 태를 평가하는 객관적 방법에서는 일반적으로 Kawabata와 Niwa에 의해 만들어진 평가식들이 주로 사용되나 이런 식들은 주로 모직물이나 합성섬유직물들을 평가하기에는 적합하지만 마직물의 독특한 태를 평가하기에는 부족하다고 생각된다. 마직물의 태가 기존의 객관적 평가방법만으로는 규명되지 않기 때문에 주관적 태평가방법을 아울러 실시해야 할 필요가 있다고 생각된다. 따라서 본 연구에서는 마직물의 태를 평가하는 방법의 하나로 주관적 평가척도를 개발하고 이 척도를 사용하여 마직물의 주관적인 태 특성을 살펴보았다. 그리고 KES-FB 시스템을 사용한 객관적인 태를 측정하여 주관적 평가치와 객관적 측정치로부터 태 평가의 산출식을 유도하였다. 실험에 사용된 직물은 혼방률, 밀도, 두께 등이 다양한 암, 저마 그리고 마혼방직물과 한산모시, 중국마, 신합섬 직물 등 총 54종을 사용하였다. 마직물의 주관적 태 평가를 위해 26문항의 형용사쌍으로 구성된 9점의 의미미분척도를 개발하였으며 이 척도를 사용해 주관적 평가를 실시하였다. 또 객관적 평가를 위해 KES-FB 시스템을 통해 역학적 특성치를 구하였다. 주관적 평가를 실시한 결과 마직물의 태에 영향을 미치는 7개의 요인이 추출되었다. 이 요인들은 표면성질, 신축성/드레이프성, 중량감, 강연성, 회복성, 수분특성, 밀도감이었으며, 요인들로 설명되는 누적분산값은 67.18%였다.주관적 평가의 결과와 객관적 평가 결과를 이용해 마직물의 태를 평가하는 산출식을 제시하였다. 태 평가치의 경우 16가지 특성치를 모두 넣는 방법과 stepwise 방법, 또 Kawabatark 사용한 순차적 군 회귀법의 세가지 방법의 회귀식 중 16가지 특성치를 모두 넣는 방법의 결정계수가 가장 높았다.

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이상화(理想化) 구조요소법(構造要素法)에 의한 좌초시(坐礁時) 이중저(二重底) 구조(構造)의 손상 및 강도(强度) 해석(解析) (Strength Analysis of Double Bottom Structures in Stranding by Idealized Structural Unit Method)

  • 백점기;김창열
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.125-138
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    • 1991
  • 본 연구에서는 이상화구조요소법(理想化構造要素法)을 적용하여 좌초시(坐礁時) 이중저구조(二重底構造)의 손상(損傷) 및 강도(强度)를 효율적으로 해석할 수 있는 방법을 개발하였다. 또한 좌초사고(坐礁事故) 발생시에 이중저구조(二重底構造)의 내저판(內底板)이 손상을 받지 않기 위해 필요한 최소한도의 이중저높이, 즉 유효이중저(有效二重底) 높이의 결정법도 제안하였다. 이중저구조모델에 대한 기존의 실험(實驗) 및 탄소성대변형(彈塑性大變形) 유한요소해석(有限要素解析) 결과와 본해석법에 의한 해석결과를 비교하여 본해석법의 정도(精度)와 효율성(效率性)을 확인하였다. 다음으로, 본 해석법을 이중선각(二重船殼) 구조설계개념(構造設計槪念)을 바탕으로 설계된 4만톤급 정유운반성(精油運搬船)의 좌초문제(坐礁問題)에 적용하여 이중저구조의 수직부재(垂直部材) 간격 및 판두께와 이중저높이 등이 좌초시(坐礁時) 손상(損傷)에너지 흡수능력에 미치는 영향을 고찰하였으며, 또한 이들결과를 바탕으로 각 설계인자의 변화에 따른 최소이중저(最小二重底) 높이를 계산하였다.

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두꺼운 원형링의 3차원적 자유진동해석 (Free Vibration Analysis of Thick Circular Ring from Three-Dimensional Analysis)

  • 양근혁;강재훈;채영호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.609-617
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    • 2002
  • 본 연구에서는 이등변사다리꼴과 이등변삼각형 단면을 갖는 두꺼운 원형링의 고유진동수와 모우드형태를 결정하는 3차원 해석방법을 제시하였다. 자오선(s), 수직(z) 및 원주방향(θ)으로의 변위성분(u/sub s/, u/sub z/, u/sub θ/)을 시간에 대해서는 정현적으로, θ방향으로는 주기성을 갖도록, s와 z방향으로는 대수다항식의 형태로 표현하였다. 원형링의 위치(변형률)에너지와 운동에너지가 공식화되었으며, 진동수의 최소화를 통하여 상위경계치의 진동수를 계산하였다. 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 완전자유경계의 원형링에 대한 3차원적 진동수를 최초로 구하였으며 원형링의 하위 5개 진동수에 대해서 유효숫자 4자리까지의 수렴성연구가 이루어졌다. 본 방법은 링 두께의 크기에 관계없이 적용이 가능하다.

강바닥판 교량의 보강상세에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on the Reinforced Details of Orthotropic Steel Deck Bridge)

  • 경갑수;신동호;김교훈;박경진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.443-451
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    • 2007
  • 강바닥판 피로손상을 억제할 수 있는 유효한 방법의 하나로 데크 플레이트의 판 두께를 증가시키거나 세로리브의 보강 등에 의한 강성 증가를 고려할 수 있는데, 이 강성증가는 일반적으로 윤하중에 의한 강바닥판의 국부변형 억제 등에 효과가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 피로균열이 빈번히 발생해 가장 문제가 되는 U-rib와 가로리브 연결 상세부의 발생응력을 최소화할 수 있도록 벌크헤드플레이트나 수직리브와 같은 보강상세의 부착에 따른 변수로 정밀 구조해석을 수행하였다. 그 결과, 벌크헤드플레이트는 전체적으로 연결 상세부의 주응력을 경감시키나, 피로균열이 발생되는 용접 지단부에서는 오히려 응력집중이 커지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 수직리브는 용접 지단부에서 응력집중을 경감시키는 효과를 나타내어 벌크헤드플레이트의 보강보다는 수직리브의 보강이 더 효율적일 것으로 판단된다.

박막 자기 저항 헤드용 자기교환 결합 NiFe/TbCo박막 (Magnetic exchange coupled NiFe/TbCo thin films for thin film magnetoresistive heads)

  • 오장근;조순철;안동훈
    • 한국자기학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.293-297
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    • 1993
  • 자기 저항 헤드용 자기 교환 결합 $NiFe/TbCo/Sio_{2}$ 박막을 RF diode 스퍼터링 방법을 이용하여 제조하고, 그 자기적 특성을 측정하였다. TbCo 박막은 Co 타겟 위에 Tb 조각을 부착한 복합 타겟을 사용하였다. 30%의 Tb 면적을 갖는 타겟으로 제조된 NiFe($400\AA$)/TbCo($1500\AA$)/$SiO_{2}$($500\AA$) 시편은 기판 바이어스를 인가하지 않았을 때 25 Oe, 기판 바이어스-55 V를 인가했을 때 12 Oe의 교환자장을 나타냈다. 기판 바이어스 -55 V 이하에서 유효 수평 보자력으 TbCo 층의 수직 보자력에 거의 비례하였고, 28%의 Tb 면적비를 갖는 시편에서도 같은 경향을 나타내었다. 그러나, 교환 자장은 기판 바이어스가 인가되지 않은 경우에 4 Oe로, -55 V에서 7 Oe로 각각 감소하 였다. 1000 W, Tb 면적비 36%에서 증착된 시편에서 100 Oe 정도의 교환 자장을 얻었으며, 보자력은 3 Oe로 작았다. 그리고, NiFe의 두께가 두꺼워짐에 따라 교환 자장의 크기가 감소하였다.

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유전알고리즘을 이용한 철근콘크리트보의 이산최적설계 (Discrete Optimum Design of Reinforced Concrete Beams using Genetic Algorithm)

  • 홍기남;한상훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.259-269
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    • 2005
  • 본 연구에서는 철근콘크리트 연속보의 이산최적설계를 수행하기 위해서 유전알고리즘을 적용하였다. 콘크리트, 거푸집, 주철근 및 스터럽의 경비를 포함한 경비 최소화를 목적함수로 하였고, 제약조건으로는 휨강도와 전단강도, 처짐, 균열, 철근간격, 피복두께, 철근비 상 하한치 및 단면형상에 대한 기하학적 제약조건과 더불어 주철근의 정착을 고려하였다. 보의 폭과 유효깊이, 철근량을 설계변수로 취하였으며, 설계변수 값은 실무에서 사용되는 단면치수와 철근량을 데이터베이스화한 이산집합으로부터 선택되도록 하였다. GA의 신뢰성을 검증하기 위해서 이산변수로 철근콘크리트보에 대한 최적설계를 수행한 기존 문헌과 그 결과값을 비교 검토하였으며, GA의 적용성 및 효율성을 보이기 위하여 국내 구조설계기준을 만족하는 3경간 및 5경간 철근콘크리트보에 대해 이산최적설계를 수행하였다.