• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.1-9
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• 2002

항공기 동체에 널리 사용되고 있는 기계적 체결은 응력집중 및 접촉압력 등으로 인해 체결부로부터의 균열발생 가능성이 상대적으로 높다. 본 연구에서는 가중함수법을 적용하여 기계적 체결부에 존재하는 경사진 타원형 모서리균열의 표면점과 최심점에서의 혼합모드 응력확대계수 해석을 수행하였다. 가중함수에 포함된 미정계수들은 기준하중에 대한 유한 요소해석으로부터 구하였다. 경사각에 따른 응력확대계수의 변화를 해석하여 모드 I 응력 확대계수가 최대가 되는 임계 경사각을 결정하였고, 간극의 크기와 균열깊이가 임계 경사각에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.25-33
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• 2003

일방향-평직 복합재 혼합 적층판의 체결부 파손하중 및 파손모우드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 체결부 실험은 끝단거리 대 원공직경의 비 및 시편 폭과 원공직경의 비가 다른 총 9가지의 모델에 대하여 편하중을 가하여 수행하였다. 체결부 파손해석을 위한 방법의 검토를 위해, MSC/NASTRAN을 사용하여 핀과 모재의 접촉 및 마찰을 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 파손여부는 특성곡선 상에서 Tsai-Wu 방법과 Yamada-Sun 방법을 사용하여 평가하였다. 적층판의 체결부 파손하중 및 파손모우드는 원공 중심에서 끝단까지의 거리가 작거나, 시편의 폭이 작을 경우 파손하중에 큰 영향을 미치지만, 일정값 이상이 되면 파손하중과 파손모우드의 변화는 거의 없는 것으로 밝혀졌다. 특성길이 방법에 의한 유한요소해석은 대체로 파손하중과 파손모우드를 비교적 잘 예측하는 것을 볼 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.154-159
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• 2013

본 논문은 마운트의 형상 정밀도와 볼트의 체결력에 따라 마운트에 고정되는 반사경에 발생되는 응력과 변형량에 대해 연구하였다. 일반적인 반사광학계에 사용되는 고정밀 반사경은 볼트나 접착제로 마운트에 조립되는데 이러한 경우 볼트의 체결력과 접착제의 접착력으로 인해 발생하는 장력이 반사경면을 뒤틀리게 한다. 또한 반사경과 마운트를 조립한 후 반사경에 접촉되는 마운트의 표면 형상 정밀도에 따라 반사경면이 뒤틀려서 형상 정밀도가 변한다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용한 구조 해석을 통해 반사경과 접촉되는 마운트의 형상 정밀도와 볼트의 체결력에 의해 고정밀 반사경의 반사경면에 발생되는 응력분포와 뒤틀림 변형량에 대해 연구하였다.

• Composites Research
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• 제29권3호
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• pp.117-124
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• 2016

본 연구에서는 스카프 패치로 수리한 복합재 단일겹침 체결부의 파손강도를 시험과 해석으로 연구하였다. 스카프 비, 모재의 적층패턴, 결함크기를 달리 하며 총 45개의 시편에 대한 시험을 수행하여 파손강도와 파손모드를 분석하였다. 다양한 형상의 시편에 대한 시험 결과, 한 경우를 제외하고는 수리 후의 체결부가 결함이 없는 체결부 강도 이상의 강도를 회복하며, 체결부 인자에 따른 특별한 차이는 나타나지 않는 것을 확인하였다. 파손강도가 낮게 나타난 한 경우에 대한 파손면 분석결과 모재의 표면층인 평직층의 표면처리가 충분치 않은 것이 원인인 것으로 판단되었다. 시험 결과의 분석을 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였는데, 유한요소해석에서도 고려한 체결부 인자가 상하부 모재와 패치, 접착층에서의 응력에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 이는 단일겹침 체결부의 경우 외부 인장하중이 겹침영역을 통과하면서 상하부 모재로 분산되기 때문인 것으로 판단된다. 시험과 해석 결과 모재 중앙에 결함이 존재하는 단일겹침 체결부의 경우 절차에 따라 패치 접착이 이루어지고, 모재의 표면처리가 충분히 이루어진다면 수리를 통해 손상 전 강도를 회복할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.319-327
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• 2000

본 연구는 국내 독자기술의 절대적 빈곤속에서 외국기술에만 의지하는 레일체결장치의 국내 현실을 탈피하기 위하여 독자적인 한국형 레일체결장치 개발을 시도하는 것이다. 본 연구에서는 판 스프링은 제외하고 봉 스프링(coil spring)에 대해서만 우선적으로 시제품을 개발하였다. 세계적으로 유명한 체결장치의 장ㆍ단점을 분석하여 장점만을 취하고자 하는 설계 목적을 가지고 새로운 레일체결장치의 개발에 착수하였다. 본 장치의 개념설계를 통하여 유지보수성과 안전성을 동시에 확보할 수 있도록 하였다. 현재 장치의 모형제작을 통하여 조립성 및 가능성을 타진하였으며 전산응력해석을 통하여 체결 스프링 및 숄더의 적정치수를 산정 하였다. 본 연구는 국내에서 본격적인 체결장치개발의 시초가 되기를 희망한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.39-45
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• 2008

부상레일은 자기부상열차의 운행을 위한 선로구축물의 궤도상부에 설치되어 있으며, 열차의 주행시 레일과 침목의 연결부는 반복적인 피로하중을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 자기부상열차의 주행시 부상레일이 부담하게 되는 피로하중 및 비상착지시 발생하는 충격하중에 대한 피로해석을 통하여 부상레일의 설계 건전성을 검증하고자 하였다. 하중 및 경계조건은 정상상태의 주행을 고려하여 설계하중인 23kN/m를 적용하였으며, 차량의 낙하 및 비상주행시를 고려하여 스키드 낙하하중인 24kN/m를 적용하여 레일과 침목의 체결방식에 따라 볼트체결과 용접체결의 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 정적해석시 응력집중은 볼트체결 및 용접체결의 두 경우 모두 침목의 선단부분에서 발생하였으며, 최대응력은 231MPa로서 볼트체결방식의 경우에서 발생하였다. 피로수명은 응력-수명방법을 사용하여 예측하였으며, 평균응력의 영향을 고려하기 위하여 Goodman 관계식을 적용하고 Damage 계산에는 Miner법칙을 이용한 피로해석 결과는 주어진 해석조건에서 모두 요구하는 피로수명 이상의 피로수명을 나타내었으며, $10^8{\sim}10^9$ 싸이클을 무한수명으로 가정하면 볼트체결방식의 낙하하중상태($1.21{\times}10^6$)를 제외하고 모두 무한수명을 갖는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1613-1618
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• 2012

자동차용 휠 베어링은 동력을 전달하고 차량의 무게를 지지해주는 중요한 부품으로써 너클에 체결된다. 이때 체결 토크에 의하여 시일 압입부와 궤도부를 포함하는 휠 베어링 외륜의 변형이 발생한다. 본 연구에서는 휠 베어링 외륜의 변형을 유한요소법을 이용하여 해석하였다. 상용 소프트웨어 MSC.MARC 를 이용하였고, 외륜, 볼트, 너클의 체결거동을 보다 정확하게 예측하기 위하여 탄소성 해석과 접촉 해석을 수행하였다. 외륜 플랜지는 가공에 따라서 다소 오목하게 형성될 수 있으며, 이는 너클과의 체결 시 틈새 발생을 유발하여 변형에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 외륜의 오목한 정도를 변화시키면서 변형 해석을 수행하였다. 해석 결과를 검증 하기 위하여 시험을 수행하였고, 해석과 시험 결과를 비교한 결과 비교적 유사함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권3호
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• pp.194-200
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• 2013

복합재료 적층판 기계적 체결부 표준시험(ASTM D5961) 결과에 대하여 이론적 강도 계산 및 유한요소 해석결과를 비교한다. 응력집중계수를 산출하기 위하여 ASM Handbook의 금속 및 복합재료에 대한 산출식을 이용하여 실험 결과값과 비교한다. 형상학적 인자들과 체결방식(단일/이중 겹칩)에 따른 체결강도의 차이도 비교한다. 유한요소 해석에 있어, 복합재료 적층판의 기계적 체결부의 효율적인 유한요소 모델을 찾기 위해 몇 가지 유한요소 모델들과 실험 결과들을 비교한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.759-764
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• 2017

본 연구에서는 항공기용 레이돔에 적용되는 복합재의 볼트 체결부 강도에 대한 온도 및 습도 환경의 영향을 연구하였으며 열습환경에 노출된 레이돔 체결부에 대해 수분흡수율을 구하고, 온도와 습도환경에 따른 체결부 강도의 물성변화를 확인하였다. 이때 시편은 환경조건을 고려하여 상온건조(RTD), 고온고습(EWT), 저온건조(CTD) 세 가지로 구분하였으며 볼트 체결부의 파손하중 및 파손모드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과가 체결부 강도와 파손모드에서 실험결과와 잘 일치하였으며 체결부 파손강도 예측이 가능한 효과적인 방법으로 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권12호
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• pp.994-1003
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• 2018

유한요소 해석을 이용하여 분할 너트를 이용하는 파이로테크닉 분리 너트의 체결부 특성을 파악하였다. 분할 너트를 이용하는 경우, 체결 과정에서 분할 너트가 반경 방향으로 벌어지는 것을 막기 위해 구속해주는 구속원통이 필수적이다. 이때, 제작 과정에서 공차로 인해 분할 너트의 외경과 구속원통 내경 사이에 발생하는 틈새의 영향을 파악하기 위하여 적절한 유한요소 볼트 체결 모델링 기법을 연구하였으며, 틈새가 0.00, 0.03, 0.06, 0.10 mm인 모델을 만들어 해석 결과를 검토하였다. 해석 결과를 통해 너트의 분할 여부 및 틈새 크기에 따라 달라지는 체결부의 특성을 확인하였으며 이로부터 신뢰성 있는 파이로테크닉 분리 너트 설계를 위해 고려해야 할 사항을 파악하였다.