• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.604-613
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• 2018

전 세계적으로 철도의 노후화 및 고속화 등으로 인한 열차탈선사고가 증가하고 있으며, 그로인한 인적 물적 피해가 증가하고 있는 실정이다. 특히 철도교량의 경우에는 가드레일 또는 방호벽 등을 설치하고 있으나, 이는 탈선열차차량(train body level)이 방호벽과 충돌함으로써 열차의 탈선운동을 억제하여 정지시키는데 목적이 있다. 이와 같은 차량에 의한 탈선방호는 인명피해 위험성 및 2차 피해발생 가능성이 높다. 그러므로 본 연구에서는 주행레일 사이에 일탈방호시설물(DCP, Derailment Containment Provision)을 설치하여, 차륜 또는 차축(wheel/bogie level)에서 탈선열차를 방호할 수 있는 시설물을 개발하였다. 또한, 기존 철도교량의 일탈방호성능을 확보할 수 있도록 DCP의 급속시공이 가능하도록 설계하였으며, 방호벽에 작용하는 충돌하중과 급곡선부에서의 관성력을 감소시킴으로써 일탈된 열차가 교량 밖으로의 전도 낙하방지 및 반대편 선로의 침입하는 것을 최소화 하고자 하였다. 본 논문에서는 LS-Dyna을 이용하여, 설계한 DCP의 열차 충돌위치 및 콘크리트 궤도 접합조건에 따른 거동에 대하여 해석적으로 변수연구를 수행하였다. 특히 접합조건은 접합재료의 물성치에 따라 끊어짐을 모사하는 Tiebreak contact과 완전 부착되었다고 가정하는 Perfect bond contact으로 나눠 해석적으로 검토하였다. DCP의 변위, 앵커 및 콘크리트의 응력, 변형률을 확인한 결과 Tiebreak contact이 실제 충돌하중에 대한 거동을 보다 유사하게 모사하는 것으로 판단하였다. 또한, 충돌위치에 따른 변위는 접합구간에서 가장 큰 변형이 발생하였으며, DCP 블록의 중앙에 충돌이 가해질 경우, 충돌하중이 가해지는 DCP 배면에서 휨 파괴가 발생하였다. 본 연구에서 수행한 충돌해석은 실제 충돌실험의 어려움에 의해 사전적으로 해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 DCP 앵커 설계변경은 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4769-4775
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• 2014

본 논문은 다관절 붐의 선단이 구조물과 충돌할 때 발생하는 각 붐의 동응력에 대해서 논하고자 한다. CATIA를 이용하여 3D 모델을 작성하고, ADAMS와 ANSYS를 이용하여 메쉬작업을 수행 후 응력데이터를 포함한 다관절 붐의 MNF를 만든다. 이 두가지 모델을 가지고 ADAMS에서 FFT해석을 수행하여 각각 모델의 타당성을 알아본다. ADAMS에서 타당성이 검증된 모델을 이용하여 붐 선단의 충돌해석에 따른 동특성 해석을 수행한다. ADAMS Durability를 이용하여 다관절 붐과 구조물의 충돌시 각 붐에 응력이 크게 발생하는 지점을 알아보고자 한다.

• 대한조선학회지
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• 제32권2호
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• pp.27-33
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• 1995

본 고에서는 선박의 충돌 및 좌초시 선체구조의 파괴에 관한 연구중에서 최근에 보고된 것을 중 신으로 자료조사를 수행함으로써 이 분야의 최신 연구동향을 분석하고자 한다. 그러나, 오래전에 수행된 연구성과일지라도 현재까지 유용한 정보를 제공하고 있다고 판단되는 연구성과는 본조 사에 포함시켰으며, 최근에 수행된 연구도 나열식으로 조사하기 보다는 대표적인 것만을 대상 으로 하였기 대문에 본 조사에 포함되지 않은 연구성과중에도 유용한 결과를 주는 것이 다수 있음은 물론이다. 충돌 및 좌초시 선체구조는 소성, 파단(rupture), 찢김(tearing), 마찰접 촉(frictional contact), 대변형/대회전, 압괴(crushing)등 복잡한 비선형구조응답을 나타내며, 이 문제의 분류방법에는 여러 가지가 있으나, 본고에서는 다음에 나타내고 있는 바와 같이 통상적 으로 분류하고 있는 방법에 따라 연구성과들을 조사 분석하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권5호
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• pp.170-176
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• 2006

Multi-layered laminate made of ceramic/composite have been developed to prevent penetration by high velocity impact. In this study, three-layered plates consisted of 1) cover layer (glass fiber reinforced polymer), 2) $Al_{2}O_{3}$, ceramic plate, and 3) backing plate (glass fiber reinforced polymer) were fabricated with various conditions and tested for their ballistic protection characteristic. The ceramic composite laminates, with thin backing plate, were completely penetrated by armor piercing projectile. The plate with inserted rubber between ceramic and backing plate showed excellent ballistic protection, though completely penetrated by the second shoot.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권6호
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• pp.481-489
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• 2004

선박의 충돌ㆍ좌초 등과 같은 사고는 이들 사고의 방지를 위한 꾸준한 노력에도 불구하고 끊임없이 발생하고 있다. 환경오염방지와 해상에서의 안전성확보에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라, 선박안전과 해양환경오염을 야기할 수 있는 잠재적인 위험을 최소화시키고 궁극적으로 사고발생확률을 경감시키고자 하는 노력이 아주 중요하게 되고 있다. 본 논문에서는, 본 연구실에 의해 수행된 선박의 좌초ㆍ충돌 문제에 대한 최근의 연구결과를 정리한다. (최, 1999; 백, 1999; 최, 1999; 연, 2003; 강, 2002; 연, 2002) 충돌ㆍ좌초사고 문제에 있어서 유용한 도구로 알려져 있는 유한요소법의 활용상의 주의점, 즉 사용요소의 크기와 파괴기준 그리고 해석에 사용하는 재료 물성치 설정에 대한 주의 깊은 고찰을 바탕으로 실제 충돌문제에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 실제 선박을 대상으로 하는 시리즈해석 수행을 목표로, 46,000 dwt Product/chemical carrier를 대상으로 운항속도, 충돌각도, 적재조건 등의 변화를 고려한 충돌성능 분석을 비선형 유한요소해석법을 이용하여 수행하였다. 해석결과를 이용하여 사고 시나리오별 흡수에너지-진압량 관계를 정량적으로 도출하였고, 이를 근거로 하는 선박의 내충돌성능 평가용 설계기준을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.8-14
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• 2019

조류 충돌은 항공 운항에서 안전에 관한 가장 중요한 설계 요인이며 고정익 및 회전익 항공기에 심각한 손상을 가하는 원인 중 하나로 분류된다. 본 연구를 통해 조류 충돌 과정을 오일러-라그랑지안 기법을 적용하여 헬리콥터에 장착된 복합재 블레이드의 응답을 MSC.DYTRAN 소프트웨어로 모사하였다. 임의의 라그랑지안 오일러리안(ALE) 방법과 적절한 상태 방정식을 선정하여 조류 모델링에 적용하여 복합재로 구성된 로터 블레이드의 앞전의 조류충돌 구조 건전성을 입증하였다. 조류충돌 해석을 적용하기 위해서 블레이드 앞전 물성치와 조류의 강도와 물성의 차이가 크기 때문에, 충돌 후 조류의 파편을 유체로 가정하여 Euler 요소로 적용하였다. 조류충돌 해석을 통해 설계된 로터 블레이드의 앞전 구조는 조류 충돌에 대해 새의 크기(50.8mm)를 적용하여 TSAI-FILL 파괴기준으로 1.18의 여유마진을 확인하였다. 복합재 블레이드의 조류충돌 해석 결과는 충분히 신뢰성을 가진 것으로 평가되며 다양한 해석조건으로 시험을 대체할 것으로 평가할 수 있다. 향후 제시된 방법으로 다양한 하중 조건, 다양한 조류 모델링을 적용하여 로터 블레이드의 구조 안정성을 평가할 수 있다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.28-29
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• 2014

In this study, flexural strength by fiber reinforced for steel fiber and reinforced polyamide fiber concrete, and concrete fracture properties by improvement of flexural toughness and high-velocity projectile impact were evaluated. As a result, it was confirmed that flexural strength are improved by distribution of stress and suppress of cracks, and the back desquamation of concrete by high-velocity projectile impact is suppressed. In addition, It was observed that the spalling of rear is caused when tension stress is caused as shock wave by high-velocity projectile impact was transferred to the rear and tension stress is suppressed by fiber reinforcement.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.285-290
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• 1992

기계 구조물의 과도한 진동은 기계의 성능 및 수명에 나쁜 영향을 미치며 기계및 부품의 파괴까지 유발하게 되는 원인이되므로 이를 제진하기위한 각종 방법이 오래전부터 연구되고 있다. 본 연구에서는 현재까지 진행된 충격식 댐퍼의 이론을 기초로 한 사이클당 두번의 충돌이일어난다는 가정하에, 파라메타 의 변화에따른 최적 감쇠특성을 얻기위한 최적간극과 최적 질량비를 쉽게구할 수 있는 식을 유도하였다. 그리고, 실험에 의하여 공진상태에 있어서 불의 충격력에 의한 감쇠특성을 조사하였고, 이론으로구한 식과 비교 검토함으로서, 실제 현장등에서 간편하게 근사식을 이용하여 최적조건을 구하고, 이 자료를 기초로하여 설계, 제작시 보다 간편하게 사용할 수 있도록 하였다.

• 대한교통학회지
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• 제21권1호
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• pp.115-125
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• 2003

콘크리트 중앙분리대 방호울타리(이하 중분대 시설)는 대표적인 강성 방호울타리로 사고차량의 중앙선 침범으로 인한 대형차량과의 충돌사고 방지를 위해 설치된다. 중앙분리대 폭을 충분히 할 수 없는 우리나라의 도로여건상 콘크리트 중앙분리대 방호울타리의 설치는 불가피하게 받아드려 지고 있으며 특히 유지관리 비용 측면에서 현실적인 대안으로 받아들여지고 있어 널리 사용되고 있다. 기존의 중분대 시설은 일반적으로 810mm 높이의 콘크리트 구조 위에 596mm 높이의 방현망을 추가하는 구조를 가지고 있으나 차량의 대형화 추세로 인해 현재 중분대 시설을 승월하는 교통사고가 빈번히 일어나고 중분대 상단의 방현망이 파괴되면서 2차 사고를 유발하는 경우가 발생하여 최근 들어 중분대 시설의 형식 개선이 요구되었다. 이러한 요구에 의해 가장 일반적이고 널리 사용되고 있는 F형과 NJ형, 약 80도의 단일경사면을 사용한 단일 경사형, 방현망을 없애고 순수한 콘크리트 방호울타리의 높이를 1,270mm로 높인 개선형 중분대 시설 형식에 대해 적정 대안을 찾아내고자 컴퓨터를 이용하여 모의 차량충돌시험을 수행하였다. 모의충돌시험에서는 구조적 안전성을 측정을 위해 대형차량의 롤(Roll)각을 측정하였고 소형차량의 경우 탑승자보호성능평가를 위해 차량이 받는 종, 횡방향 가속도 및 탑승자의 충돌속도(THIV), 탑승자의 가속도(PHD)를 측정하고 이들을 비교 검토하였다. 각 형식에 대한 컴퓨터 모의충돌시험 결과들을 종합적으로 비교 분석한 결과 차량의 안정성과 탑승자보호 성능에서 개선형 중분대 시설이 가장 안전한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.1-9
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• 2006

선박충돌의 위험이 있는 교량의 교각에 대해 연파괴빈도 계산을 수행하였다. 이러한 해석을 통해 각각의 교각에 대한 선박충돌 수평내하력을 결정할 수 있다. 교각의 수평내하력은 선박충돌 위험도 평가로부터 예측된 연파괴빈도와 허용기준을 비교하는 확률기반 해석과정을 통해 결정된다. 해석과정은 교량 각 부재요소에 대한 초기 충돌저항력을 가정하여 계산된 연파괴빈도가 허용기준을 만족하도록 해석변수를 반복 수정하면서 해를 찾는 과정이다. 일반적으로 선박충돌 위험이 있는 교각들에 대한 연파괴빈도 허용기준의 분배는 설계자의 공학적 판단에 근거한다. 본 연구에서는 선박충돌 위험도 평가로부터 사전 계산되는 연파괴빈도 할당 가중치에 의해 각각의 교각에 허용기준을 분배하였다. 주탑과 교각 등 교량 부재요소의 설계 수평내하력을 결정하기 위해 주탑과 교각의 충격저항력 비를 변수로 수치해석을 수행하였다. 설계 수평내하력은 수로의 기하형상, 수심, 교각의 배치, 선박 통행량의 특성에 의해 동일한 교량에서도 많은 변화가 있다. 따라서 연파괴빈도의 분배 모델과 수평내하력 결정에 대한 많은 연구가 요구된다.