• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.22-28
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• 2008

복합재료 체결부는 전체 복합재 구조물의 성능을 결정하는 중요한 부분이므로, 체결부에 대한 해석과 강도평가는 매우 중요하다. 본 논문에서는 복합재 접착 체결부의 강도를 실험적으로 평가하고 분석하였으며, 구조해석으로 평가한 체결부의 강도와 상호 비교하였다. 접착 체결부의 강도예측을 위하여 최대 변형률 이론과 파손영역 이론을 사용하였으며, 비선형 유한요소 해석을 통해 제안된 파손영역비를 기준으로 접착 체결부의 파손강도를 예측할 결과, 최대 22.2% 범위 내에서 파손강도를 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.765-770
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• 2014

본 논문에서는 복합재 대차프레임 볼트 체결부의 내구성 향상 방안에 대한 연구를 다루고 있다. 이를 위해, 인서트와 나사산 유무에 따른 3가지 경우를 고려하여 볼트 체결부에 대한 시험 및 해석을 통해 인서트 형태 및 유무에 미치는 영향을 평가하였다. 제안된 볼트 체결부의 구조 성능은 ASTM D5961에 의거한 시험을 통해 비교 평가하였다. 시험결과, 나사산이 없는 인서트를 갖는 볼트 체결부가 가장 적합한 것으로 확인되었다. 또한, 볼트 체결부를 고려한 복합재 대차프레임에 대한 구조 안전성 평가를 JIS E 4207에 의거하여 유한요소해석을 통해 평가하였다. 복합재 구조물은 Tsai-Wu 파손기준식에 의해 파손평가를 적용하였고, 볼트 체결부와 같은 금속재 구조물은 Von-Mises 파손기준식에 의해 평가하였다. 이때, 볼트 체결부의 경우에는 상세한 구조해석 결과 검토를 위해 서브모델링 기법을 적용하였다. 구조해석결과, 나사산이 없는 인서트가 적용된 볼트 체결부의 경우에는 볼트 체결부 주위의 복합재 구조물에 발생하는 Tsai-Wu 파손지수가 다른 경우에 비해 약 50% 감소하는 경향을 보였는데, 이는 나사선이 없는 인서트 형상이 복합재 대차프레임 볼트 체결부의 내구성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.517-520
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• 2017

본 논문은 추진기관 기밀체결부의 설계변수가 기밀조립부의 갭 거동과 오링의 기밀성능에 미치는 영향을 분석하고 효과적인 설계변수 설정 방안을 도출하였다. 체결부의 설계변수를 구성하는 요소로서 노즐 플랜지 두께, 체결볼트에 가하는 예비하중을 단계별로 변화하여 연소관 내압거동에 따른 기밀조립부 갭 벌어짐을 최소화하고 나아가서 기밀용 오링의 기밀성능을 효과적으로 유지할 수 있는 설계변수 조건을 평가함으로써 추진기관 연소관 노즐 기밀체결부의 효율적인 설계 방법론을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.238-245
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• 2024

본 연구에서는 강관의 효율적 유지관리를 위한 모니터링 시스템 개발 연구의 일환으로 개질 폴리에틸렌 코팅 처리된 강관의 성능 평가를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 기존 방식인 기계적 전처리 코팅의 경우 확관시 폴리에틸렌 부착이 저하되는 현상이 발생하여 이를 해결하고자 칼슘 혼입 인산 아연 피막을 활용한 화학적 전처리 공정이 적용되었다. SEM 및 EDX 분석결과, Zn/Ca 비 1.0에서 가장 치밀한 구조가 확인되었다. 또한, 확관 시의 코팅 이탈 방지를 위한 그라프트 처리 무수말레산을 기반으로 엘라스토머, 금속산화물, 블로킹방지제, 슬립제를 각기 다른 조합으로 혼입하여 개질된 폴리에틸렌 코팅 강관에 대한 부착 및 연신율 평가를 실시하였다. 그 결과, 모든 개질 재료를 혼입한 시험체(S4)에서 금속산화물만 혼입한 시험체(S2)대비 25% 이상 향상된 성능을 확인하였다. 마지막으로, 공정이 완료된 코팅 파이프에 대하여 표면부 코팅 손상 방지를 위한 파이프 고정 부속 일부인 쐐기형 소켓링과 이탈 방지 압륜을 개발하고 성능평가를 수행하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권1호
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• pp.35-41
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• 2018

무인기는 관측, 통신중계, 정보 수집 등 여러 분야에서 다양한 목적으로 활용되고 있다. 최근 개발되는 무인기는 장시간 체공을 하면서 현재 수준보다 정밀하고 다량의 정보 수집이 가능하도록 고사양의 성능이 요구되고 있다. 현재, 국내에서는 인공위성의 일부 기능 대체를 목적으로 성층권에서 장기간 비행하기 위한 고고도 장기체공무인기가 개발되고 있다. 본 연구는 고고도 장기체공 무인기용으로 개발 중인 기체구조에 대한 구조 건전성 평가의 일환으로 동체 및 미익 체결부에 대한 안전여유 계산을 통하여 구조 건전성을 평가하였다. 그 결과로, 개발 중인 무인 비행체의 기체 구조 체결부에 대한 설계 타당성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.38-47
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• 2013

프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부로서 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성된 조립식 이음부가 제안된 바 있다. 본 연구에서는 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성된 이음부의 휨강성과 휨강도를 향상시키고자 단면상세를 개선하였고, 구조실험을 통해 얻은 결과를 기존 볼트체결 이음부와 비교 분석하였다. 비교분석 결과에 의하면, 전단스터드와 가외철근에 의한 이음부 콘크리트 보강으로 뚜렷한 전단균열 감소효과가 있었다. 모멘트-곡률 관계로부터 구한 휨강성을 서로 비교해 본 결과, 단면개선 전의 이음부에 비해 약 47% 정도 휨강성이 증가한 것을 알 수 있었다. 또한, 휨강도 비교결과에 의하면 개선된 이음부의 휨강도는 개선 전에 비해 약 32% 증가하였다. 개선된 이음부의 휨성능을 이음부가 없는 단면과 비교하면, 휨강도의 경우 동등 수준 이상이었으나, 휨강성의 경우는 약 37% 정도 더 작은 것으로 분석되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.158-158
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• 2011

통상 교량구조물은 차도부와 보도부 및 그 부속시설로서 난간 및 연석부 등으로 구성되는데, 자동차 전용도로의 경우 보도부가 설치되지 않게 되고, 국내의 국도 및 지방도상의 많은 교량이 차도부와 보도부의 별도의 구분이 없이 보행자가 연석부 위로 통행하거나 여의치 않을 경우 난간에 기대어 통행하는 경우가 일반적이어서 안전사고의 위험에 직접 노출되는 경우가 많다. 이에 국토해양부에서는 최근 "도로의 구조 및 시설기준에 관한 규칙"을 개정하여 국내의 보행자 관련 교통사고로 인한 사망자가 전체 교통사고 사망자의 약 절반을 차지하는 실정을 고려하여 보행자의 안전한 통행로 확보를 통해 보행공간의 근본적인 개선이 불가피한 실정임을 시사 하였다. 이에 국내에서는 교량 보도부의 확장에 대한 관심이 높은 실정이며, 현재 보도부 확장에 대한 시공이 활발하게 이뤄지고 있다. 그러나 기존 교량에 보도부를 신설 혹은 확장함에 있어서 보도부 부재의 설치 간격 및 필요한 앵커볼트의 수량 및 부재의 성능 평가에 대한 기준이 명확하게 이뤄지지 않은 상태에서 설치되어져 왔었다. 기존에 시공되던 H-형강의 브라켓 단면의 경우 브라켓 단면의 중량이 커서 안정성 및 시공성이 떨어지며 과다한 앵커볼트의 체결 및 브라켓 단면의 과다설계로 인한 공사기간 및 비용의 증대를 가져오는 문제점이 있었다. 이에 본 연구에서는 교량 보도부의 확장 및 신설에 있어서 보도부 부재의 설치간격의 적정성 및 브라켓의 최적화를 위한 브라켓의 성능평가 시험을 수행하였다. 브라켓의 성능평가 시험은 1차 2차 3차 시험으로 나누어 진행되었으며, 1차시험은 H-형강의 브라켓단면을 원형강관으로서의 대체 가능성을 확인하였고, 2차 시험에서는 원형강관의 브라켓 단면의 앵커볼트수량의 최적화에 대한 시험을 수행하였으며, 3차 시험은 최적화된 브라켓 단면에 프리스트레싱의 도입으로 반력 및 인발력의 감소효과를 확인하는 연구를 수행하였다. 본 연구의 수행결과 기존의 설계 및 시공방법이 과다 설계가 이뤄졌음을 판단하였고, 브라켓 단면의 최적화를 통하여 기존 시공방법에 비해 시공성, 안전성, 경제성을 높일수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.221-232
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• 2023

본 논문에서는 볼트로 체결된 구조체에 대하여 초기 볼트풀림 상태에서의 볼트 체결력 예측 합성곱 신경망 훈련 방법을 제시한다. 8개의 볼트의 체결력이 변경된 상태에서 계산한 주파수응답들을 완전 체결된 상태의 초기 모델과의 크기 및 모양 유사성을 표현하는 유사성 지도로 생성한다. 주파수응답 데이터들의 생성에는 크리로프 부공간법 기반의 모델차수축소법을 적용하여 효율적인 방법으로 수행할 수 있도록 한다. 합성곱 신경망 모델은 회귀 출력 계층을 사용하여 볼트의 체결력을 예측하도록 하였으며, 훈련 데이터의 개수와 합성곱 신경망 계층의 개수를 다르게 준비하여 훈련시킨 네트워크들을 비교하여 그 성능을 평가하였다. 주파수응답에서 파생되는 유사성 지도를 입력 데이터로 사용하여 초기 볼트풀림 영역에서 볼트 체결력의 진단 가능성과 유효성을 제시하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.473-479
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• 2020

본 연구는 단조가력 하중을 받는 실물크기 비닐온실의 기둥-서까래-도리 접합부의 역학적거동을 알아보기 위해 현장에서 시공되고 있는 두 가지 형식의 실험체로 구조실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 두 가지 형식의 접합부에 대해서 휨성능을 분석하고 접합부 분류를 시도하였다. Type B는 Type A에 비해 휨 성능이 77% 수준으로 나타났으며 두 형식 모두 강성 및 휨내력이 강접합 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 기둥-서까래-도리 접합부의 거동은 용접부 및 체결구 변형에 의한 국부좌굴이 지배적이었다. AISC 기준에 의한 접합부 분류 결과, Type A와 B 접합부 모두 설계 시 가정하는 강접합 성능에 미치지 못하는 결과를 보였으며 단순 접합으로 분류되는 것으로 나타났다. 따라서 접합부 성능평가 및 분류 결과, 접합부 성능을 고려한 온실 설계가 이루어져야 하며 신뢰성 높은 온실 구조설계를 위해서 온실 접합부에 대한 명확한 설계기준 정립 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.233-241
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• 2024

본 연구에서는 센싱 기반 모니터링 스마트 파이프 개발 연구의 일환으로 화학적 전처리된 코팅 강관에 대한 유한요소해석을 실시하였다. 개발된 코팅 강관은 내·외면 개질 폴리에틸렌으로 화학적 코팅 전처리 과정을 수행하였으며, 확관 시 표면 코팅 손상을 최소화하기 위한 연결 부속을 사용한 코팅 강관의 해석을 수행하였다. 다양한 하중에 대한 구조성능 평가를 위해 토압 하중에 의한 정적 구조해석, 차량 하중에 의한 피로수명 평가, 인장 및 압축 하중에 의한 누수 저항성의 4가지 하중 조건을 설정 및 조사하였다. 해석 결과, 기존 에폭시 코팅 및 조인트 사용 강관 대비 개발 강관에서 개선된 피로 수명이 산출되었으며, 동일 직경의 조건에서 평균 56.1%의 최대 변위 감소와 61.2% 최대 응력이 감소함을 통해 개발 코팅 강관과 연결 부속의 안전성을 검증하였다. 이에 더하여 응력 분포 분석을 통해 체결부의 누수 저항성 역시 강관 중앙면 대비 우수함을 확인하였다.