• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.60-67
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• 2007

본 논문에서는 전력계통에서 발생되는 surge나 고장전류에 의해서 변압기의 고압측 권선에 선간단락이 발생할 경우 유도되는 전자력의 크기를 유한요소 전자계해석 프로그램을 이용하여 해석하는 방법을 제안하였다. 연구에서 사용된 배전용 변압기 model은 1[MVA], 22,900/220[V] 단상 외철형 Cable 권선형 변압기로서 권선간 단락을 모의하는 방법을 제안하고, FEM 프로그램(FLUX2D)을 이용하여 단락전류와 각방향의 전자력을 계산하고 분석하였다. 누설자속분포, 권선단락 시 전압 및 전류파형, 권선간에 작용하는 힘의 변화와 분포를 계산하였다. Simulation 방법의 타당성을 검증하기 위하여 이론치와 Pspice 프로그램을 이용하여 계산한 결과와 5[%] 이내의 오차율로 아주 잘 일치함을 확인하였다. 선간단락전류는 정격전류의 약 400배이며, 전자력도 $20{\sim}200$배 정도로 급증하였다. 본 연구의 결과는 배전용 변압기의 신뢰도 향상을 위하여 변압기 코일과 절연구조 설계에 유용한 정보를 제공하게 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.807-813
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• 2015

교량상의 장대레일은 궤도-교량상호작용에 의해 토노반상의 장대레일에 비해 복잡한 거동을 보인다. 궤도-교량 상호작용에 영향을 미치는 요인은 온도변화와 차량하중이다. 국내 철도설계지침 KR C-08080에서는 해석 시 사용하는 물성치, 모델링 방법, 하중 및 하중 조합 방법 등에 대하여 제시하고 있다. 2014년에 KR C-08080에서 제시된 차량하중이 변경되었다. 본 연구에서는 변경된 차량하중의 영향을 평가하기 위하여 22개 교량에 대한 궤도-교량 상호작용 유한요소 해석을 수행하였다.

• Composites Research
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2005

본 논문에서는 복합재료 접합 조인트의 다양한 파손 모드를 고려하여 파손 강도를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 제시된 방법에서는 접착제의 탄성-완전 소성 재료 모델과 층간분리 파손 식을 이용해 접착제 파손 하중과 복합재료 부재의 층간분리 파손 하중을 동시에 계산하였다. 제시된 방법을 유한요소해석에 도입하여 복합재료 Single-Lap 접합조인트의 파손 예측을 수행하였으며 시험결과와 비교하였다 이를 통해 본 방법이 다양한 접합 방법에 따른 실제적인 파손모드 및 파손 하중을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한 접착제의 유효강도(또는 접착 성능) 및 소성거동이 복합재료 접합 조인트의 파손 특성에 미치는 영향을 수치적으로 평가하였다. 이를 통해, 복합재료 접합조인트의 파손 강도는 접착제의 접착 성능과 항상 비례하지 않으며 층간분리 파손과 접착제 파손이 동시에 발생하도록 하는 것이 접합 조인트의 강도를 최대로 향상시킬 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권9호
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• pp.859-869
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• 2009

물성치와 하중-변위곡선을 일대일 대응 시킬 수 있는 함수를 생성함으로써, 미지 재료에 대한 압입시험 데이터로부터 바로 재료물성을 찾는 압입물성평가 기법을 제시했다. 원뿔형 압입 유한요소해석으로 압입자 중심각이 압입 하중-변위 곡선에 주는 영향을 살펴 보았다. 이로부터 한 압입자 중심각에 대해 같은 Kick's law 계수 C를 갖는 두 재료들이 압입자 중심각이 변하면 서로 다른 C 값들을 가짐을 확인했다. 이어 영률, 항복강도, 변형경화지수와 하중-변위곡선 사이의 상관관계들을 분석하고, 항복변형률이 변형경화 지수와 더불어 중요한 변수임을 확인했다. 이 두 특성들을 바탕으로 이중원뿔형 압입 물성평가 수식들을 작성했다. 1회 압입 후 재료의 영률을 평가하고, 두 압입자를 이용해 얻은 하중-변위 곡선들로부터 곡률계수들을 구해 항복변형률과 변형경화 지수를 구했다. 제시된 물성평가법은 압입 하중-변위곡선들로부터, 압입자 물성과 선단반경에 상관없이, 평균오차 2% 내에서 재료 물성값들을 준다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권5호
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• pp.499-505
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• 2015

압전 진동 에너지 수확 장치의 설계 및 성능 평가 시 에너지 변환 효율을 고려하는 것은 매우 당연하다. 본 연구에서 고려하는 에너지 변환 효율은 부하 저항이 부착된 압전 진동 에너지 수확 장치에 입력되는 가진 진동 파워 대비 전기 출력 값으로 정의된다. 기존의 연구에서는 근사적으로 임피던스 정합된 부하 저항에서의 전기 출력을 고려한 반면, 본 연구에서는 최적의 임피던스 정합 값을 사용하여 새롭게 에너지 변환 효율 식을 유도하였다. 유도된 식의 타당성을 검증하기 위해 3 개의 서로 다른 전기-역학 연성 계수 값을 갖는 진동 에너지 수확 장치에 대한 유한 요소 해석 결과를 이용하였다. 또한, 부하 저항의 임피던스 정합 방법의 차이에 따른 에너지 변환 및 변환 효율 특성을 살펴보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.933-941
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• 2014

본 논문에서는 대표적 투영기반 모델차수축소법인 크리로프 부공간 모델차수축소법(KSM)과 모드중첩법(MTM)을 고려하여 주파수응답해석에 대한 수치적 정확도와 효율성을 비교하였다. 두 모델차수축소법의 수치 정확도 비교를 위하여 주파수응답해석 결과, 축소차수 및 관심주파수에 따른 상대오차를 고려하였으며 이후에 오차수렴지표를 통한 자동적인 축소차수의 결정이 가능 여부를 확인하였다. 효율성 비교를 위해서는 각 축소모델의 주파수응답 해석시간 및 축소차수에 따른 변환행렬 생성시간을 비교하였다. 자동차 현가장치에 대한 유한요소모델을 적용예제로 선정하여 수치 비교를 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.463-470
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• 2004

본 연구에서는 중심축하중을 받는 각형강관기둥의 베이스플레이트의 지압응력의 분포와 설계에 대하여 조사하였다. 일반적으로 강구조 기둥의 베이스플레이트는 지압응력이 등분포하다고 가정하고 그 크기와 두께를 결정한다. 그러나 축하중이 적으면 베이스플레이트의 크기도 작아지고 두께도 얇아지며 지압응력은 등분포하게 되지 않으며 기둥단면의 하부에 집중된다. 본 연구에서는 실험적 방법과 해석적 방법으로 지압응력의 분포에 대하여 조사하고 그 결과를 이용하여 설계법을 검토하였다. 4개의 각형강관기둥 베이스플레이트 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 유한요소해석프로그램인 ANSYS를 이용하여 베이스플레이트의 지압응력의 분포를 해석하였다. 연구결과 축하중이 적은 경우 지압응력은 기둥단면의 하부에 집중되고 등분포하지 않으므로 유효폭의 개념을 이용하여 베이스플레이트를 설계하는 방법이 적절함을 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.587-599
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• 2013

본 연구에서는 EC4의 내화설계 관점에서 표준화재하의 무피복 콘크리트충전강관기둥의 내화성능을 해석적으로 예측하는 개선된 방안을 제시하고자 하였다. Lawson 등이 제안한 콘크리트충전강관기둥에 대한 단면온도평가식의 한계를 분석하고, 기존 실험결과와 유한요소 열전달해석을 바탕으로 콘크리트충전강관기둥의 단면온도분포 예측식을 새로이 제안하였다. 본 연구에서 제안한 온도분포 예측식과 EC4의 내화설계법을 이용하여 예측한 콘크리트충전강관기둥의 축강도는 기존 설계법과 비교하여 더욱 정확하고 설계목적에 합당하다고 판단된다. 본 연구의 결과는 무피복 콘크리트충전강관기둥의 내화설계 및 성능평가에 매우 편리하게 활용될 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.29-35
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• 2014

This paper aims to obtain the effect of lightweight on Radius rod. The response surface method used in the paper is the statistical method. Optimization method is performed with the Radius rod using the lightweight material. Structural analysis is executed by using the ANSYS program to find static and dynamic responses. From this study result, it is verified that the response surface method has the advantage of optimum value in comparison with other optimization methods. The analysis is also performed by response surface method to derive optimal design values. Steel model and aluminium initial model are obtained by finite element analysis to clarify design criteria and the results are compared with three models each other. The weights can be reduced by optimal design analysis results of these models similar to those of existing products. The quantitative goals in this study can also attained through results of fatigue analyses. The reliability on optimal design of Radius rod can be improved by use of structural and fatigue analysis results.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.34-39
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• 2009

지금까지 한국에 도입된 LNG 저장탱크의 지붕형식은 지상식 탱크 및 지중식 탱크를 막론하고 모두 콘크리트 지붕형이었다. 그러나 저장탱크의 대형화와 경제성 측면에서의 장점으로 강재 지붕형 탱크의 도입이 적극적으로 검토되고 있다. 본고에서는 최적 설계된 200,000$k{\ell}$ 강재 지붕형 LNG 저장탱크의 강재지붕에 대한 충격 및 화재 안전성 평가기법을 개발하여 이를 표준화하고 기존의 콘크리트 지붕형 탱크와 비교 평가함으로써 강재 지붕형 탱크의 충격 및 화재에 대한 정량적인 안전성 자료를 확보하였다. 각각 도출된 4가지의 충격하중 및 화재 시나리오에 대해 유한요소해석기법을 이용해서 안전성평가를 수행하였다.