• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.414-417
• /
• 2011

본 논문에서 Compressor 및 turbine 에서의 Blade failure등의 내부파손이 이를 둘러싸고 있는 케이스 내부에 머무르게 하는 엔진설계의 방법에 대한 이론 및 Simulation 등을 기술 하였다. 가장 무거운 부품 중에 하나인 케이스의 두께 최적화는, 항공기의 안정성뿐만 아니라 항공 효율을 높이기 위한 경량화의 목적을 위해서도 매우 중요한 설계목표 이다. 이러한 목적을 위하여 이론적 접근방법으로 에너지 밸런스 방법을 사용하였으며, 파손된 블레이드의 거동특성 및 영향성 평가를 위한 유한요소해석을 위하여 LS-DYNA가 사용 되어졌다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권12호
• /
• pp.3533-3539
• /
• 2009

에어컨 임펠러는 에어컨에 장착되어지는 부품으로서 모터 구동에 의하여 차가운 바람을 실내로 유입되도록 해주는 부분이다. 본 연구에서는 임펠러의 파손 원인을 수치적인 방법에 의하여 규명하고, 공진에 의한 파손 여부를 평가한다. 임펠러의 공진 여부를 판단하기 위하여 임펠러의 고유진동수와 Aerodynamic force에 의한 특성 주파수를 비교한다. 먼저, 임펠러의 고유진동수를 알기 위하여 모드 실험과 수치 계산을 병행한다. 즉, 구조 해석용 상용 소프트웨어인 ANSYS를 이용하여 고유진동수와 모드 형을 계산하고, 이를 확인하기 위하여 실험적 주파수 분석을 수행한다. 공진 현상의 원인이 되는 외력에 대하여 임펠러 Blade에 작용하는 Aerodynamic force를 구하여야 하며, 본 연구에서는 V.E.M.(Vortex Element Method)에 근거한 유동 해석 프로그램을 수행하여 Aerodynamic force에 의한 특성 주파수를 얻는다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권7호
• /
• pp.727-734
• /
• 2014

본 논문은 유한요소 기반 다중스케일 연성파손모사 기법을 이용하여 결함이 존재하는 실배관의 파괴거동을 예측한다. 수정응력 파괴변형률 모델을 손상기준으로 선정하고 유한요소 손상해석을 통해 균열진전을 모사한다. 기준식의 결정에는 인장시험과 파괴인성시험 결과만이 요구되며 온도 $288^{\circ}C$ SA333 Gr. 6 탄소강에 적용하여 결과를 제시하였다. 요소크기-의존성 임계손상모델을 도입하여 손상해석의 수치해석적인 불안정성을 개선하였다. 본 연구에서 제안하는 가상시험법의 검증을 위해 미국 바텔 연구소에서 수행한 실배관 실험결과와 예측결과를 비교한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.129-136
• /
• 2016

부유식 해양 구조물은 계류선을 이용하여 다양한 종류의 환경하중에 따른 표류를 방지하게 된다. 따라서 구조물의 초기 설계 단계에서 신뢰성 있는 계류선의 설계는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 하지만 다양한 해양의 하중 조건을 견딜 수 있도록 설계된 계류선이라 하더라도 극한 조건의 하중이나 오랜시간 반복된 피로 하중으로 인하여 파손되는 경우가 발생하기도 한다. 일부 계류선의 파손은 잔여 계류선의 장력 변화를 야기하여 경우에 따라서는 전체 구조물의 점진적인 파손을 초래한다. 본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 복합발전 구조물에 연결된 12개의 계류선 중 일부가 손상된 경우의 구조물의 과도 응답을 시간 영역의 수치 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 이를 통하여 일부 계류선 손상 시 전체적인 구조물의 거동 변화 및 잔여 계류선의 장력 변화를 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.196-203
• /
• 2007

외부 수압을 받는 복합재 원통의 좌굴 후 거동과 파손을 유한요소법과 시험으로 연구하였다. 좌굴 후 점진적 파손해석을 위해서는 비선형 유한요소해석 프로그램인 ACOS를 사용하였다. 유한요소해석의 타당성 검증을 위해 5개의 복합재 원통 모델을 제작하여 수압 시험을 수행하였다. 또한 상용 유한요소해석 프로그램인 MSC/NASTRAN과 MSC/MARC를 이용한 해석을 병행하여 ACOS에 의한 결과와 비교하였다. 세 개의 프로그램 중 ACOS가 실험과 가장 가까운 좌굴압력을 예측하였고, 한 경우를 제외하면, 실험값과는 약 12～26% 정도의 차이를 보였다. 해석에서는 원주방향으로 네 개의 웨이브를 가지는 전체 좌굴이 나타나지만, 실제 시험에서는 원통의 기하학적 초기결함으로 인해 국부좌굴이 발생하여 최종파손으로 연결되었다.

• Composites Research
• /
• 제16권1호
• /
• pp.26-33
• /
• 2003

열-음향방출(thermo-acoustic emission)기법을 이용함으로써, 직교형 복합재료적층판의 저온냉각 시에 형성되는 미세손상을 검출하고 평가하여 그 유효성을 검토하였다. 액체질소에 의한 저온냉각($-191^{\circ}C$)으로 생성된 미세손상은 가열-냉각 열부하사이클 시에 발생하는 음향방출(AE)거동의 해석을 통해 평가되었다. 저온냉각에 따른 섬유파단과 모재파손은 초음파 C스캔, 광학현미경, 주사형 전자현미경을 통해 관찰되었으며, 이들 미세파손 모드는 AE신호의 퓨리에 변환(FFT)처리해석, 단시간 퓨리에 변환(STFT)처리해석으로 분류되는 3종류의 서로 다른 특징을 갖는 AE신호로 검출될 수 있었다. 이들 AE신호특성을 시간 단계별로 검출하여 저온냉각시에 형성되는 복합재료 미세파괴의 과정을 실시간으로 평가할 수 있었으며, 또한 열부하 사이클시의 AE신호해석을 통해서 저온 냉각으로 생성된 미세파손의 정도를 추정할 수 있었다.

• 센서학회지
• /
• 제5권6호
• /
• pp.15-24
• /
• 1996

본 연구에서는 광섬유센서를 지능형 복합재 구조물에 적용하기 위한 기초적 연구의 일부로서, 구조물내에서의 광섬유센서의 건전성 평가와 주조물에 유발된 변현 및 손상에 대한 광섬유센서의 신호검출 거동을 연구 검토하였다. 첫째로, 최약체결파손이론에 거한 광섬유센서의 누적파손분포를 비교하고 수정계수를 도입함으로써, 굽힘시험이 인장시험을 대신할 수 있음을 보였다. 실험에 의해 Weibull 파라미터를 얻고, 굽힘시험에서 유도된 누적파손분포에 적용될 수정계수를 구했다. 열처리한 강섬유센서와 열처리하지 않은 광섬유센서의 인장강도 평균값을 비교함으로써 복합재료 적층관의 경화 사이클 동안 열처리에 의해 야기되는 광섬유센서의 건전성을 평가하였다. 둘째로, 직교적층판과 일방향적층판의 인장시험에서 측정된 시편의 응력-변형률과 삽입된 광섬유센서를 통과한 레이저신호 세기와의 관계를 검토하고, 광섬유센서를 이용한 효과적 손상검출 가능성을 연구 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권6호통권73호
• /
• pp.725-736
• /
• 2004

최근 국내에서 I형 거더의 외부가 강재로 이루어지고 내부에 무근콘크리트가 채워져 합성된 거더에 프리스트레스를 도입하여 경간을 장대화할 수 있는 새로운 개념의 합성거더인 '강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더(Steel-Confined Prestressed Concrete Girder; SCP Girder)'가 개발되었다. 또한 개발된 거더를 실물크기로 제작하여 시공성을 확인하고 정적하중 재하에 의한 파괴실험을 통해 공용 중 안전성에 대한 실험적 검증이 수행되었다(김정호 등, 2002). 그러나 SCP 합성거더의 실용화를 위해서는 교량 파손의 주원인이 주행하중의 영향에 의한 피로파손인 점을 고려하여 반복하중에 대한 피로거동의 연구 및 피로 안전성 확보가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 SCP 합성거더에 대한 피로거동 특성을 파악하고 피로설계를 위한 기초적인 자료를 제시하기 위해 피로실험을 실시하였다. 피로실험을 위한 시험체의 제작은 1등교에 해당하는 설계활하중(DB-24)에 대하여 10m 지간으로 설계 제작하였으며, 실험결과 도로교설계기준(한국도로교통협회, 2000)의 상세피로범주에 따른 허용피로응력범위를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 초기정적재하를 통해 설계의 타당성과 구조적 거동을 분석하였으며, 피로실험 종료 후 거더 외부를 이루고 있는 강재를 제거하여 내부콘크리트의 상태를 관찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.19-26
• /
• 2021

교량 받침장치부는 상부구조의 수직하중을 지지하여 하부구조에 전달하고, 교량의 붕괴사고를 방지하는 역할을 한다. 하지만, 포항지진에 의하여 총 12개 도로교량의 받침장치 몰탈 파손, 받침장치 파손 및 쐐기 손상이 보고되었다. 본 연구에서는 지진시 교량 받침장치부의 구조 시스템 특성을 고려하여 교각의 코핑부와 무수축몰탈을 포함한 면진받침 장치 실험체의 전단 거동특성 및 손상모드를 평가하였다. 받침장치 쐐기에 대한 영향을 확인하기 위하여 쐐기 설치 유무를 변수로 설정하였으며, 압축-전단 실험을 실시하여 면진장치의 전단 거동특성과 손상모드를 확인하였다. 또한 유한요소해석을 통하여 받침장치의 거동특성 및 각 구성요소별 손상원인을 분석하였다. 실험결과, 쐐기의 충돌 및 손상 발생 이후 급격한 하중변화가 발생하였으며, 받침장치와 무수축몰탈 경계부를 따라 균열이 발생하였다. 쐐기 유무에 따른 쐐기, 앵커 소켓 및 무수축볼탈의 응력거동을 비교함으로써 지진시 교량받침장치부의 손상원인을 규명하였다.

• Composites Research
• /
• 제31권6호
• /
• pp.332-339
• /
• 2018

섬유 금속 적층판(Fiber metal hybrid laminate, FML)은 금속재료와 FRP의 접합으로 기존의 금속 소재가 가지지 못했던 뛰어난 물성과 가벼운 무게로 경제적인 구조용 재료로 사용된다. 그러나 섬유의 형태와 종류, 적층조건에 따라 물성의 차이가 크며, 파괴거동을 예측하기 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Al6061-T6 합금에 직조형태의 유리섬유 플라스틱(GFRP, GEP118)을 적층피막한 복합재의 파손거동에 대해 연구한다. Al합금에 GFRP 1, 3, 5 겹을 피막한 3가지 조건으로 성형하고, 피막의 적층수를 변수로 정적시험과 저주기 피로시험을 병행하여 파손거동을 분석하였다. 저주기 피로시험에서는 변형률-수명 해석, 전변형률 에너지밀도법을 사용하여 분석하고, 피로수명을 예측하여 하이브리드 재료에 대한 수명예측성을 분석하였다. 인장해석 결과, GFRP 피막으로 인한 강화효과는 없었고, 피로시험시 나타나는 히스테리시스 형상은 GFRP피막 유무와 피막 수에 상관없이 모재인 Al합금의 거동을 따랐다. 저주기 피로시험 결과 GFRP의 피막으로 피로강도가 증가하였지만, GFRP의 두께에 따라 비례하여 증가하지는 않았다.