The strength and fatigue life of Satin and Twill-woven CF/epoxy composite(CFRP) have been investigated. Damage mechanism fatigue method has been used to assess fatigue damage accumulation. It is based on measured residual stiffness and residual strength of carbon-fiber reinforced plastic(CFRP) laminates under cyclic loading. Fatigue damage evolution in composite laminates and predict fatigue life of the laminates were simulated by finite element analysis(FEA) method. The stress analysis was carried out in MSC patran/Nastran. A modified Hashin's failure criterion di rmfjapplied to predict the failure of the experimental data of fatigue life but a Ye-delamination criterion was ignored because of 2D modeling. Almost linear stiffness and strength degradation were observed during most of the fatigue process. These stress distribution data were adopted in the simulation to simulate fatigue behavior and estimate life of the laminates. From the results, the predicted fatigue life is more conservatively estimated than the experimental results.
최근 친환경과 헬스케어에 관심이 높아짐과 더불어 자전거 타는 것에도 관심이 높아지고 있다. 우리나라 정부에서도 거기에 발맞춰 자전거 전용도로를 전국에 설치하기고 했다. 처음 자전거를 배우기 시작해서 어느 정도 중심을 잡게 되면 보통 변속기를 사용하게 된다. 변속기를 사용하게 되면 승차 자들은 도로나 환경에 맞지 않게 미숙하게 변속을 하게 되며, 이에 따른 사용자의 조작에 사용하는 엄지 또는 검지의 손가락에 피로감이 높아지고 안전위험이 증가하게 되지만, 사용하는 개인들은 그것을 모르고 사용하는 경우가 많다. 본 연구에서는 자전거 사용을 활성화 하고 안전에 도움을 주고, 변속 조작에 사용하는 엄지 또는 검지 손가락 피로를 줄일 수 있는 디지털변속기를 개발하였다. 디지털변속기를 사용함으로 자전거 변속에 어려운 승차 자들을 위해 디지털 변속을 사용하므로 서 주행효율을 개선하고, 안전하게 자전거를 사용할 수 있을 것으로 사료된다. 승차 자가 속도 및 구배 정확하지 않는 변속에 의한 피로가 누적되어 하체에 무리가 많이 가게 되어서, 이로 인해 사고율도 높아 질수 있다. 기존 변속에 의한 문제점들을 해결하여 자전거의 운용을 효율성과 편의성을 개선하여, 안전 주행이 가능하게 하는 디지털 변속기를 개발 하였다.
Sensors are applied to small aviation platforms for various purposes. Radio frequency (RF) antennas, which are representative sensors, are available in many forms but require the application of slot array RF antennas to ensure high performance and designation. Slot RF array antennas are applied to dip brazing techniques, but the yield and production time are determined by the proficiency of production personnel in a labor-intensive form. Unmanned aerial vehicles or drones, which are representative small aviation platforms, are continuously exposed to various random vibrations because propellers and multiple power sources are used in them. In this study, the fatigue life of slot array RF antennas applied with additive manufacturing was evaluated through the cumulative damage method (Miner's rule) in a vibration environment with a small aviation platform. For the evaluation, an S N curve obtained from a fatigue strength test was used.
본 논문에서는 현대인들의 일상생활 속 누적된 스트레스를 완화하고 사용자의 편의를 고려한 "아로마테라피를 지원하는 지능형 샤워부스" 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템의 주요 기능은 다음과 같다. 첫째, 적외선 온도 센서와 초음파 센서, 카메라를 통해 사용자의 신체 정보와 기분을 측정한다. 둘째, 측정된 사용자의 신체 정보를 반영하여 Linear actuator를 이용해 샤워기의 높낮이 및 수온을 자동으로 조절한다. 셋째, OpenCV와 앱 내에 만족도 평가를 통해 사용자의 기분에 따라 알맞은 아로마오일을 추천하고 이를 샤워기 필터에 주입한다. IoT기술과 연동된 샤워부스 시스템을 통해 사용자 컨디션에 맞춘 아로마테라피를 지원하여 현대인의 지친 심신 회복과 사용자 편의성이 증대될 것으로 기대된다.
선체 내구성은 기존 선급 규격에 의하여 구조 치수를 결정한 후 이러한 치수의 선체구조에 대하여 스펙트랄과 결정론적 및 간이 방법에 의하여 평가되고 있다. 이러한 방법은 선체재료를 선급 규격에서 제안하고 있는 재료로 구성하는 경우에는 적용할 수 있으나 선체 재료를 신소재로 구성하는 경우에는 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트 선체에 대한 피로 손상을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 단기간 선체 가속도를 직접 측정하고 이러한 데이터를 기초로 구조설계와 피로수명평가방법이 확립되지 못한 소형 선박의 선체 내구성을 선형누적손상 법칙으로 평가하는 방법을 제안하였다. 개발된 폴리에틸렌 보트의 경우 최대 가속도 상태에서 보트에 부하되는 최대 Von-Mises 응력은 1.8MPa로서 $1{\times}10^9$ 사이클 피로강도 5.9MPa 아래에 있고 유한피로수명개념을 적용한 폴리에틸렌 보트의 내구수명은 415년으로 평가되어져 거의 무한수명을 가지고 있다.
항공기 구조를 모사하여 일련의 리벳구멍을 갖는 AA2024-T3 박판 구조를 대상으로 음향방출(AE)을 이용하여 피로균열을 탐지하고, 표면초음파(SAW)를 이용하여 균열길이를 측정하였다. 누적 AE 발생수 곡선은 단균열(short crack)의 발생과 성장에 따라 일정한 간격을 두고 급격히 증가하는 계단식 형태로 나타났으나 피로균열의 성장은 지수함수적인 증가를 보였다. SAW를 이용한 균열길이 측정은 균열길이가 다른 13개의 균열에 대하여 실시하였고, 측정된 데이터를 이동식 현미경으로 측정한 결과와 비교하였다. 그 결과 1 mm 이하의 단균열의 크기를 표면초음파 방법으로 측정하는 것은 거의 불가능하였으나, 1 mm 이상의 균열에서는 비교적 높은 신뢰도로 균열길이 측정이 가능함을 확인함으로써 실용적인 측면에서 이 방법이 유효하게 사용될 수 있는 영역이 존재함을 알 수 있었다.
장기운영된 항공기에는 비행시간의 누적에 따라 다양한 피로균열이 발생하며 이는 운영상 안전성 및 가동률을 저하시키는 요인이 된다. 이의 해결을 위하여 피로임계위치(Fatigue critical location, FCL)에 대한 균열 진전 해석은 매우 중요하다. 그러나 이러한 장기 운영된 항공기의 경우, 균열 진전 해석에 필수적인 FCL에서의 응력 스펙트럼 획득은 거의 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 장기운영된 항공기 주익 구조물의 FCL에서의 균열 진전 해석을 수행하기 위하여, 먼저 주익 구조물에 대한 2차원 하드카피 형태의 도면으로부터 구축된 3차원 CAD 모델에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 또한 이러한 유한요소해석 결과 및 제한된 하중배수 자료를 기반으로 FCL에서의 전달함수와 응력 스펙트럼을 산출하였다. 상기 자료를 바탕으로 상용 균열 진전 해석 코드인 NASGRO를 이용하여 FCL에서의 균열진전해석을 수행하였다.
가막만, 여자만과 사량도에서 피조개(Scapharca broughtonii) 치패의 살포시기와 양식장 환경에 따른 피조개의 성장과 생존율 감소 요인을 파악하였다. 피조개는 여자만과 가막만에서는 2004년 11월에 인공산 치패를 바닥식으로 살포하였으며, 사량도에서는 2005년 3월초에 중국산과 국내산 치패를 바닥식으로 살포하였다. 살포된 피조개의 치패는 2005년 3월부터 12월까지 매월 성장과 생존율을 측정하였으며, 양식장의 수질(수온, 염분, DO, 영양염, Chl. a)과 퇴적물(산소투과 깊이, 미세산소 분포, 강열감량과 COD) 환경을 조사하였다. 조사기간 동안 피조개의 누적 생존비는 가막만에서 가장 높았으며, 여자만에서는 대부분 폐사하였다. 피조개 개체의 성장은 여자만과 가막만에서 5월에 가장 빠른 것으로 나타났으며, 사량도에서는 국내산이 중국산보다 빠른 성장을 보였다. 여자만에서 피조개의 높은 폐사(>65%)는 하계의 수온 상승, 저염분 수괴의 유입과 퇴적물의 낮은 DO 농도가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 계절에 따른 가막만과 사량도에서 피조개의 생존비는 영양염과 퇴적물의 COD 농도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 피조개의 성장과 폐사는 양식장 환경과 살포시기에 따라 차이를 보였다.
An end beam is one of the most important structural members supporting uncovered freight under in-service loading. In general, it needs to endure over 25 years. However fatigue fracture has occurred at dynamic stress concentration location of the end beam because user's specifications demanded high speed and vehicle manufacturer made the uncovered freight car with comparatively low strength and stiffness. For durability analysis, finite element analysis is performed to evaluate the problem of uncovered freight structure and local strain. The uncovered freight car was operated on actual problematic railroad line to measure dynamic stress versus time history on the critical part from which a crack is initiated often. Rainflow cycle counting method was used to estimate fatigue damage at dangerous area under operating condition. Therefore, this study shows that analytical fatigue life at the end beam can be predicted on the basis of S-N curve and structure analysis and has a fairly good correlation with experimental fatigue life.
대중교통 운전자들의 열악한 근무 환경은 근로자의 정신적 스트레스와 피로누적을 초래할 뿐만 아니라 대중교통 사고의 주요 원인과 직결된다. 스트레스와 피로누적은 심리적, 육체적으로 건강에 영향을 미치기 때문에 생체신호와도 밀접한 연관성을 가진다. 본 논문에서는 심전도와 맥박 수, 체온을 측정하여 운전자의 건강상태를 파악할 수 있는 디지털 의류를 설계하였다. 또한, 이상이 있을 경우를 가정하여, 측정된 생체신호를 블루투스를 통하여 스마트폰 앱으로 전송하고 스마트폰 내장 GPS를 활용하여 운전자의 현재 위치를 서버로 전송해주는 시스템을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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