• 제목/요약/키워드: Lightweight Design

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프리스트레스트 강합성 거더의 모달테스트 및 이동 열차하중 해석에 의한 동적거동 (Dynamic Behavior of the Prestressed Composite Girder by Modal Tests and Moving Train Analysis)

  • 김성일;이필구;이정휘;여인호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.793-804
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    • 2006
  • 구조적 경제적 효율성을 갖춘 다양한 형태의 철도교량이 중소경간 적용을 위해 개발되고 있다. PSC 거더의 긴장방법 차이에 따른 단면효율화, 허용응력이 서로 다른 강재와 콘크리트를 효율적으로 합성시킨 형태의 교량 들이 개발되고 있으며, 본 연구에서 다루는 프리스트레스트 강합성 거더도 그 중 한 예이다. 프리스트레스트 강합성 거더 교량은 구조적 개념에 따라 형고 및 자중을 줄이고 경간을 장대화할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나, 이와 같은 장대화된 보다 유연한 교량은 상대적으로 동적거동이 불리 할 수 있으며, 특히 철도교량의 경우 일정간격으로 반복되는 열차하중에 대한 공진 검토가 필수적이며, 동적응답의 검토 시 정확한 동특성 입력은 매우 중요하다. 본 연구에서는 정확한 고유진동수 및 감쇠비 추출을 위하여 실물 모형을 제작하여 모달테스트를 수행하였다. 모달테스트를 위한 가진방법으로 기존의 충격햄머와 디지털 콘트롤에 의한 가진기를 사용하였으며, 구조물 손상 후 동특성 변화 고찰을 위한 모달테스트도 수행하였다. 모달테스트 결과에 의한 동특성 값을 주행열차하중 해석에 적용하여 다양한 매개변수연구를 통한 철도교량 동적거동을 분석하였다. 동적처짐, 충격계수, 상판의 연직가속도, 단부꺾임각 등에 대하여 열차별, 속도별 동적해석을 수행하여 국내외 철도교량 동적성능 평가기준과 비교하였다.

Imaging Performance Analysis of an EO/IR Dual Band Airborne Camera

  • Lee, Jun-Ho;Jung, Yong-Suk;Ryoo, Seung-Yeol;Kim, Young-Ju;Park, Byong-Ug;Kim, Hyun-Jung;Youn, Sung-Kie;Park, Kwang-Woo;Lee, Haeng-Bok
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제15권2호
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    • pp.174-181
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    • 2011
  • An airborne sensor is developed for remote sensing on an aerial vehicle (UV). The sensor is an optical payload for an eletro-optical/infrared (EO/IR) dual band camera that combines visible and IR imaging capabilities in a compact and lightweight package. It adopts a Ritchey-Chr$\'{e}$tien telescope for the common front end optics with several relay optics that divide and deliver EO and IR bands to a charge-coupled-device (CCD) and an IR detector, respectively. The EO/IR camera for dual bands is mounted on a two-axis gimbal that provides stabilized imaging and precision pointing in both the along and cross-track directions. We first investigate the mechanical deformations, displacements and stress of the EO/IR camera through finite element analysis (FEA) for five cases: three gravitational effects and two thermal conditions. For investigating gravitational effects, one gravitational acceleration (1 g) is given along each of the +x, +y and +z directions. The two thermal conditions are the overall temperature change to $30^{\circ}C$ from $20^{\circ}C$ and the temperature gradient across the primary mirror pupil from $-5^{\circ}C$ to $+5^{\circ}C$. Optical performance, represented by the modulation transfer function (MTF), is then predicted by integrating the FEA results into optics design/analysis software. This analysis shows the IR channel can sustain imaging performance as good as designed, i.e., MTF 38% at 13 line-pairs-per-mm (lpm), with refocus capability. Similarly, the EO channel can keep the designed performance (MTF 73% at 27.3 lpm) except in the case of the overall temperature change, in which the EO channel experiences slight performance degradation (MTF 16% drop) for $20^{\circ}C$ overall temperate change.

지능적인 스마트홈 서비스를 위한 IFTTT기반의 스마트홈 리모컨 설계 및 구현 (Design and Implementation of ifttt-based Smart Home Remote Controller for Intelligent Smart Home Service)

  • 김동민;임지용;오암석
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.72-75
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    • 2018
  • 사물인터넷(IOT : Internet of Things) 기술은 다양한 제품과 서비스를 통해 우리생활 곳곳에서 빠르게 현실화 되고 있다. 현재 사물인터넷 서비스에 대한 인식이 보편화되고 있으며, 일반 소비자들이 사물인터넷 기기들을 구매할 의향이 높아지기 시작함에 따라 B2C(Business to Consumer) 시장이 폭발적으로 증가하고 있다. 특히 사물인터넷 기반 스마트홈 분야의 경제효과는 매우 큰 것으로 알려져 있고 글로벌 제조사들은 스마트홈 서비스를 주축으로 소비자 중심의 다양한 제품들을 출시 하고 있다. 그러나 현재의 스마트홈 서비스 제품은 제조사 마다 독립적인 플랫폼을 개발하고 이에 연동되는 특정 디바이스 및 서비스만 제공하기 때문에 폐쇄적인 시스템이라 할 수 있다. 사물 또는 서비스 간 연계를 통해 지능적인 스마트홈 서비스를 제공 할 수 있는 환경이 필요하고 스마트한 제어를 할 수 있는 컨트롤러가 필요한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 사물인터넷 디바이스 및 서비스를 제어할 수 있는 스마트 홈 리모컨을 제안한다. 제안하는 스마트홈 리모컨은 제조사마다 독립적인 플랫폼을 IFTTT 자동화 서비스 플랫폼을 통해 사용자가 직접 서비스를 구출 할 수 있는 환경을 제공한다.

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무선인터넷 지도서비스를 위한 매핑 미들웨어의 설계와 구현 (Design and Implementation of a Mapping Middleware for Wireless Internet Map Service)

  • 이양원;박기호
    • Spatial Information Research
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    • 제12권2호
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    • pp.165-179
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    • 2004
  • 무선인터넷의 보급이 확대되면서 GIS 분야에서도 모바일기기를 이용한 애플리케이션과 서비스에 대한 관심이 커져가고 있으며, 한국 무선인터넷 표준화 포럼에서는 무선인터넷을 위한 모바일 플랫폼의 표준과 함께 휴대단말기를 이용한 지도서비스의 기술규격을 제정해오고 있다. 이 연구는 무선인터넷 환경에서 지도서비스를 중개하는 매핑 미들웨어의 선도적 모델을 제시하는 것을 목적으로 하며, 특히 일반 지도서버와의 상호운용에 초점을 둔다. 이 연구에서는 기존의 유선인터넷 환경에서 사용되던 일반 지도서버들을 무선인터넷 환경에 적용하는 방법을 개발하며, 이를 위해 각기 상이한 운용환경을 가진 지도서버들의 요청/응답 구조와 전송 매개변수를 분석함으로써 매핑 미들웨어가 지도서버의 기능을 십분 활용하도록 한다. 이 연구에서 개발한 매핑미들웨어는 .NET 기반의 XML 웹서비스로 구성되며, 이미지 압축을 통한 데이터 경량화 처리모듈과, 단계구분도, 심볼지도, 차트지도, 조건검색지도 등을 위한 지도표현 처리모듈을 포함한다. 이 연구에서 개발한 매핑 미들웨어는 휴대폰이나 PDA와 같은 모바일 클라이언트와 일반 지도서버 사이의 중개역할을 담당하며, .NET클라이언트와 Java 클라이언트 모두를 지원할 수 있다. 또한, 컴포넌트 방식의 상호운용에 의해 기존의 일반 지도서버뿐만 아니라 향후의 무선인터넷 전용 지도서버와도 연동될 수 있는 확장성을 가진다.

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Type3 복합재료 압력용기의 복합재층 손상에 따른 영향성 평가를 위한 해석기법에 관한 연구 (A Study on Analysis Method to Evaluate Influence of Damage on Composite Layer in Type3 Composite Cylinder)

  • 이교민;박지상;이학구;김영섭
    • Composites Research
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    • 제23권6호
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    • pp.7-13
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    • 2010
  • CNG 차량에서 실사용 중 Type3 복합재료 압력용기의 외부 복합재 층에 결함이 발생된다면, 용기의 구조적 성능 즉, 원래의 설계수명보다 반복수명이 감소되는 현상을 초래할 수 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 복합재 결함을 고려한 복합재료 압력용기의 유한요소 모델링과 해석 기법을 제시하였다. Type3 복합재료 압력용기의 유한요소해석은 자긴처리 공정에서 알루미늄 라이너의 소성 변형으로 인해 경로 의존적 현상을 보이므로, 실사용 중 결함이 발생되는 실제 환경을 고려한 해석에서 결함은 자긴압력 이후에 도입되어야한다. 이러한 상황의 사실적인 시뮬레이션을 위해, 해석의 중간단계에서 결함이 도입되는 유한요소 모델링과 해석 기법이 제시되었으며, 해석결과는 해석의 시작단계에서부터 모델에 초기결함을 내포하는 일반적 유한요소해석과 비교되었다. 제안된 해석 기업은 Type3 복합재료 압력용기의 복합재층 손상에 따른 영향성 평가 및 실사용 중에서의 검사 기준을 마련하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

섬유로프 계류시스템의 크리프 효과가 부유체의 운동응답 및 계류선의 장력 변화에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on Creep Effect of Synthetic Fiber Rope Mooring System on Motion Response of Vessel and Tension of Mooring Line)

  • 박성민;이승재;강수원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.151-160
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    • 2017
  • Growing demand and rapid development of the synthetic fiber rope in mooring system have taken place since it has been used in deep water platform lately. Unlike a chain mooring, synthetic fiber rope composed of lightweight materials such as Polyester(polyethylene terephthalate), HMPE(high modulus polyethylene) and Aramid(aromatic polyamide). Non-linear stiffness and another failure mode are distinct characteristics of synthetic fiber rope when compared to mooring chain. When these ropes are exposed to environmental load for a long time, the length of rope will be increased permanently. This is called 'the creep phenomenon'. Due to the phenomenon, The initial characteristics of mooring systems would be changed because the length and stiffness of the rope have been changed as time goes on. The changed characteristics of fiber rope cause different mooring tension and vessel offset compared to the initial design condition. Commercial mooring analysis software that widely used in industries is unable to take into account this phenomenon automatically. Even though the American Petroleum Institute (API) or other classification rules present some standard or criteria with respect to length and stiffness of a mooring line, simulation guide considers the mechanical properties that is not mentioned in such rules. In this paper, the effect of creep phenomenon in the fiber rope mooring system under specific environment condition is investigated. Desiged mooring system for a Mobile Offshore Drilling Unit(MODU) with HMPE rope which has the highest creep is analyzed in a time domain in order to investigate the effects creep phenomenon to vessel offset and mooring tension. We have developed a new procedure to an analysis of mooring system reflecting the creep phenomenon and it is validated through a time domain simulation using non-linear mooring analysis software, OrcaFlex. The result shows that the creep phenomenon should be considered in analysis procedure because it affects the length and stiffness of synthetic fiber rope in case of high water temperature and permanent mooring system.

탄소섬유 직물 및 전도성 탄소 필러가 고충진 된 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 전도 특성 (Conductive Properties of Thermoplastic Carbon Fiber Reinforced Plastics Highly Filled with Carbon Fiber Fabrics and Conductive Carbon Fillers)

  • 김성륜;노예지;장지운;최성규
    • Composites Research
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    • 제34권5호
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    • pp.290-295
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    • 2021
  • 지구 온난화 억제를 위한 전 세계적인 연비규제에 발맞춘 해결책으로 자동차에 경량구조복합재료를 적용하는 것이 메가트렌드로 인식되고 있다. 본 연구에서는 수리, 폐기 및 재활용 측면에서 유리한 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 적용을 극대화하기 위해 전도특성이 요구되는 부품 대체 이슈에 대응할 수 있는 기술적 접근을 제공하는 것을 목표로 수행되었다. 저점도 중합 가능한 기지재의 특성을 활용하여 전도성 필러를 파우더 믹싱 방법으로 균일하게 혼입하면서도 우수한 함침 특성을 나타내는 열가소성 탄소섬유강화플라스틱 제조방법에 기초하여 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 나노플레이틀렛, 흑연, 피치계 탄소섬유 등 다양한 탄소기반 전도성 필러를 최대 함량까지 혼입하여 전기저항 및 열전도도를 비교하여 고찰하였다. 전도성 탄소 필러의 종류나 형태보다는 최대 혼입량이 시편의 전도 특성을 제어하기 위해 가장 중요한 인자임을 확인하였고, 전기전도 특성을 향상시키기 위해서는 1차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리할 수 있는 반면 열전도 특성을 향상시키기 위해서는 2차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리 할 수 있다는 실험 결과를 확인하였다. 본 연구의 결과들은 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 전도 특성을 제어하기 위한 최적 구조 설계에 잠재적인 통찰력을 제공할 수 있다.

기포제 적용 빛 감성 친화형 콘크리트의 휨 특성 예측 모델 (Prediction Model of Flexural Properties of LEFC using Foaming Agent)

  • 김병일;서승훈
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.9-18
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    • 2019
  • 현대에 가장 널리 쓰이는 건축 재료인 콘크리트는 기술의 지속적인 발전에 따라 고강도화 뿐만 아니라 인성 및 연성의 증가, 경량화와 같은 구조적 성능의 향상이 되었다. 또한 인간의 삶의 질이 향상됨에 따라 감성을 충족시킬 수 있는 것에 대한 수요의 급증으로 건축용 외장패널 그리고 건축의 경계를 넘어 인테리어 소품으로까지 다양하게 쓰이는 추세이다. 국내에서는 플라스틱 봉을 삽입하여 빛과 콘크리트의 결합으로 사용자의 감성을 자극하는 빛 감성친화형콘크리트(LEFC)를 개발하였으나, 높은 단위중량으로 인한 현장에서의 시공성 한계를 보여주었다. 이에 본 연구에서는 LEFC에 기포제를 적용하여 단위중량을 감소시켜 경량화를 달성하고 휨 성능 향상을 위해 두 가지 유기섬유(Nylon Fiber, Polyvinyl Alcohol)를 혼입하여 비교분석하였다. 마지막으로 플라스틱 봉 삽입으로 인한 콘크리트 비표면적 손실 및 봉과의 부착력 감소로 인한 휨 강도 변화를 봉의 직경(5mm, 10mm)과 간격(10mm, 15mm, 20mm)에 따른 변수를 적용한 예측 모델을 제안하고자 한다.

LNGC 경량화를 위한 파이프 지지용 클램프의 복합소재 적용 연구 (A Study on the Application of Composites to Pipe Support Clamps for the Light-weight LNGC)

  • 배경민;임윤지;윤성원;하종록;조제형
    • Composites Research
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    • 제34권1호
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    • pp.8-15
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    • 2021
  • 조선해양 산업에서 선박의 에너지 절감과 운항효율 향상을 위한 부품의 경량화 기술이 요구됨에 따라서, 고강도의 경량소재인 섬유강화 복합소재를 부품소재로 적용하는 방안이 검토될 수 있다. 본 연구에서는 LNGC 경량화를 위해 파이프 지지용 클램프의 섬유강화 복합소재 적용 가능성을 평가하였다. 탄소섬유 및 유리섬유를 강화섬유로 하여 섬유강화 복합소재를 제조하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램을 통해 복합소재의 강화재료와 기지재료의 물성을 역계산하여 섬유 적층 패턴별 물성 변화에 따른 성능 예측을 수행하였다. 또한, 유한요소해석 프로그램를 통해 복합소재 두께에 따른 클램프의 구조해석을 수행하였다. 연구결과 경량화를 위해 클램프의 섬유강화 복합소재의 적용시 두께 선정에 주의가 필요함을 확인할 수 있었다. 향후 보완 설계 시 구조물의 형상변경 및 경량화를 위한 구조변경에 용이할 것으로 판단된다.

액상 실리콘 침투법으로 제작된 대구경 위성 망원경용 SiC 반사경의 결함 검사와 물성 계수 측정 (Defect Inspection and Physical-parameter Measurement for Silicon Carbide Large-aperture Optical Satellite Telescope Mirrors Made by the Liquid-silicon Infiltration Method)

  • 배종인;김정원;이행복;김명훈
    • 한국광학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.218-229
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    • 2022
  • 실리콘 카바이드(SiC) 소재를 이용해서 위성용 대구경 망원경의 경량 반사경을 제작하는 과정에서 발생할 수 있는 결함과 SiC 소재의 기계 및 열적 특성을 조사했다. SiC 반사경 제작에는 advanced ceramic material (ACM) 공법이라고 불리는 탄소성형체를 이용한 액상 실리콘 침투 소결법 및 화학기상 증착법이 사용되었으며, 크기와 형상이 다른 네 가지 SiC 반사경을 개발했다. 반사경의 크기 및 형상에 따라 구분하여 광학 소재의 결함을 검사하는 기준과 방법을 체계적으로 제시했고, 경면 표면검사 및 소재 내부 결함 탐지를 위한 비파괴 검사법과 결과에 대해 분석했다. 또한, 반사경을 설계하고, 최종 완성품의 기계적 열적 안정성을 계산하고 예측하기 위해 필요한 밀도, 탄성계수, 비열, 열전달 계수 등을 포함한 14종의 물성 계수 측정값을 공인시험을 통해 추출했으며, 특히 측정 신뢰도 향상을 위해 주요 물성인 탄성계수, 열팽창 계수, 굽힘 강도 측정 방법과 결과에 대해 자세히 연구했다.