• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.29-29
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• 1997

각광 받는 구조재료인 섬유강화 복합적층재에 대한 기계적 체결 거동은 본질적인 재료의 이방성에 의해서 파단강도가 파단 모우드와 매우 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 복합적층판 체결부의 정밀 구조 설계에서는 단순화에 따른 오차를 줄이고 정밀해에 의한 설계 및 해석이 요청된다. 특히, 층간응력 성분을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층 판의 기계적 체결부 해석이나 실제 구조물의 체결부에서 발생하는 굽힘이나 비틀림과 같은 하중 상태를 묘사하기 위해서도 정밀한 3차원 응력 해석은 필요하다. 하지만, 지금까지 기계적 체결부의 거동에 관한 연구는 층간응력 성분들을 어느정도 무시할 수 있는 얇은 평판에 대한 2차원 응력해석에 주로 국한되어 왔으며, 일부 수행된 체결부에 대한 3차원 응력 해석의 경우 여러 단점을 갖는 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 해석이 수행되었을 뿐이다.본 연구는 층간응력 성분들을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층판의 기계적 체결부 해석에 지금까지 사용되어온 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 방법이 갖는 단점들을 개선한 Layerwise 유한요소법을 이용하여 3차원 응력해석을 수행하였다. 특히, 선형상보성원리에 근거한 최적설계 기법을 응용하여, 기계적 체결시 핀과 적층판의 홀 사이에 발생하는 하중 전달 과정을 모사하고, 접촉력에 의한 홀 주위의 복잡하고 국부적인 응력 집중현상을 규명하여본다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.26-35
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• 2019

본 논문에서는 항공우주분야 등 여러 분야에서 사용되는 복합재 볼트 체결부에 대해 점진적 파손 해석을 수행하였다. 단일 볼트 체결 시편에 대한 해석을 통해 해석 방법에 대해 검증하고 이를 이용해 이 중 볼트 체결 시편의 점진적 파손에 관해 연구하였다. 점진적 파손 해석을 위해 Hashin 파손 판정식과 에너지 기반 점진적 파손모델을 사용하였다. 복합재료의 4가지 파손모드에 대해 손상변수를 정의했다. 이에 따른 물성저하를 계산하였다. 단일 볼트로 체결된 시편에 대해 시험 및 점진적 파손해석을 수행하여 시험 및 해석결과를 비교한 결과 약 5% 이하의 오차로 해석의 신뢰성을 확인하였다. 이중 볼트 체결 시편에 대해 점진적 파손해석을 이용해 볼트 원공으로부터 모서리까지의 거리와 볼트 사이의 간격을 고려하여 이중 볼트 체결부에 대한 매개변수 분석을 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
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• pp.15-24
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• 1996

로켓모타의 연소관은 구조적인 편의성 및 경량화를 위하여 도옴-실린더부와 실린더-노즐부에 나사체결방법을 많이 적용하고 있는데, 나사의 골부위에 집중응력이 발생하여 인장강도를 넘는 응력이 발생하는 경우가 있다. 본 연구에서는 나사의 골부위의 응력수준을 좀 더 정확히 예측하기 위하여 나사체결시 작용하는 조립 토오크에 의한 초기하중을 고려한 구조해석을 수행하였으며, 나사부위에 발생하는 응력이 항복강도를 초과하므로 정확한 해석을 위하여 탄소성해석을 수행하였다. 조립 토오크에 의한 초기하중은 나사체결 멈춤부에 음(-)의 접촉 간극을 부여하여 모델링하였으며, 조립 토오크의 크기는 나사체결 근접부에서 변형률을 측정하여 모사하였다. 해석결과 초기하중을 고려하여 구조해석을 수행하면 최대예상 작동압력에서 초기하중의 영향은 거의 나타나지 않았으며, 마찰계수를 감소시키면 최대응력이 감소하여 구조적 안전성이 증가할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.493-499
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• 2009

전기보온압력밥솥 체결 구조물은 오븐, 상부 가열판, 체결 링으로 구성된다. 전기보온압력밥솥은 압력이 작용하기 때문에 안전성 검토가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 체결 구조물에 대하여 설계적 관점과 파손적 관점에서 구조 해석을 수행하였다. 설계적 관점에서 체결 구조물에 대한 선형 해석을 수행하였고, 파손적 관점에서 체결 링에 대한 비선형 해석을 수행하였다. 이들 해석을 통하여 전기보온압력밥솥 체결 구조물의 안전도를 평가하는 방법을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.411-414
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• 2011

구조물에서의 소음은 일반적으로 볼트, 스냅, 힌지, 용접 등과 같은 체결부에서 발생한다. 이러한 소음을 정확히 예측하기 위해서는 구조물이 갖는 실제적인 동적특성(고유진동수, 주파수응답함수) 해석기술이 필수적으로 선행되어야 한다. 그러나 현재의 동적특성 해석기술은 체결부 특성을 무시하거나 많은 시간을 수반되는 상세모델을 적용하여 해석한다. 본 연구에서는 간단한 요소를 사용하여 체결부 상세모델을 대처할 수 있는 등가모델 개발을 수행하였고 실제모델과의 비교를 통해 타당성을 검증하였다. 또한, Monte-Carlo Simulation(MCS)을 사용하여 구조물의 확률기반 해석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.49-56
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• 2004

복합재료가 항공기 구조물 및 기계부품 등에 폭 넓게 적용됨에 따라, 복합재료 구조물에서 가장 취약한 복합재료 체결부의 설계는 매우 중요한 연구분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 복합재료의 기계적 체결부를 마찰이 없는 강체 핀으로 단순화한 선형 유한요소해석을 수행하여 파괴면적지수법으로 복합재료 체결부의 강도를 예측하였다. 파괴면적 지수법을 이용하여 형상, 원공의 크기 및 적층순서가 다른 기계적 체결구조를 갖는 복합 재료의 체결부의 강도를 예측한 결과, 12.2% 내에서 체결부의 강도를 예측할 수 있었다.

• 전산구조공학
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• 제6권4호
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• pp.99-105
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• 1993

본 연구에서는 보울트-너트 체결기구의 체결장력 설계(Pre-Load Design)시 중요한 인자의 하나인 체결체의 강성(Stiffness)을 유한요소법을 이용하여 해석하였다. 비선형 간극요소(Non-linear Gap Element)와 최적화 기법(Optimization Technique)을 도입하여 유한요소해석 과정에서 요구되는 경계조건(Boundary Condition)의 설정과정을 일반화하였으며, 체결체간의 기밀성 상실 현상을 입증하였다. 변형량과 응력분포로부터 체결체의 강성을 해석하고, 기존의 경험식의 적용범위를 검토하였다.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.933-937
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• 2011

돔 분리형 복합재 연소관의 접합 체결부 최적의 설계 길이를 결정하기 위해 접합부 길이변화에 따른 구조해석을 수행하였다. 이때, 접착 체결부의 길이는 50mm에서 300mm의 범위를 갖는다. 무응력상태의 초기 접합부 길이대비 응력구배가 발생하는 구간의 길이를 "응력구배 길이 비"로 정의하고 이를 목적함수로 선정하였다. 구조해석 결과 접착 체결부의 길이가 200mm 이상으로 증가할 경우 응력구배 길이 비의 증가가 서서히 나타남을 확인하였다. 이는, 접착 체결부에 적용되는 2,500psi 내압에서 구조적 안전성을 확보하는 최적화된 접착 체결부의 길이가 200mm임을 의미한다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.105-112
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• 2013

액체로켓엔진의 핵심부품인 터보펌프는 회전체와 케이싱으로 이루어진 여러 부품의 조립체로서 각종 체결 부분에 매질의 누설방지를 위한 실이 삽입된다. 특히 극저온 환경에서 작동하는 산화제펌프와 고온에서 작동하는 터빈 케이싱에는 안정적인 누설방지를 위하여 금속 실이 사용되는데, 금속 실은 높은 초기 체결력을 요하므로 이를 뒷받침할 수 있는 플랜지 및 체결요소의 적절한 구조 설계가 필수적이다. 본 연구에서는 산화제펌프에 사용하는 콘형 실(conical seal) 및 터빈에서 사용하는 금속 평 실(solid metal seal)과 C 실에 대하여 적절한 실 캐비티 및 플랜지 형상을 설계하고, 체결요소의 치수와 수량을 결정하여 건전한 체결 및 운전이 보장될 수 있도록 구조해석을 수행하여 검증하였다.