• Composites Research
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• 제28권3호
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• pp.104-111
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• 2015

본 연구에서 자연 섬유를 적용한 500W급 수평축 풍력 터빈 블레이드의 구조 설계 연구를 수행하였다. 기존의 유리섬유 재질 적용 블레이드와 아마 섬유 재질 적용 블레이드의 구조 설계 결과를 비교하였다. 블레이드의 구조 설계는 단순 설계 및 혼합 설계 기법를 적용하여 설계를 수행하였다. 설계된 블레이드의 구조적 안전성은 상용 유한요소프로그램을 사용하여 다양한 하중에 따라 선형 정적해석, 변형 해석, 좌굴 해석을 수행하였다. 제작공법으로는 RIM를 채택 하였으며, 시제품 제작을 통해 자연섬유에 완전 침투까지 요구된 시간을 Poly-worx 프로그램 해석 결과와 제작 결과를 비교하였다. 제작된 시제품 블레이드는 변형률, 고유 진동수, 변위 시험을 수행하여 구조해석 결과와 비교하였다. 비교 결과에 따라 해석 결과와 시험 결과가 잘 일치함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.575-584
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• 2014

본 연구에서는 NREL 5MW 풍력발전기 타워 설계 모델을 다물체 동역학과 신뢰성 기반 최적 설계를 이용하여 최적화하는 연구를 수행하였다. 타워 모델은 티모센코 빔 이론을 이용하여 얻은 동특성을 내포한 링크와 조인트로 이루어진 수학적 모델로 표현하였다. 최적화 문제에서는 높이가 일정한 타워에서 두께, 내 외곽 지름이 변할 때 나타나는 민감도 변화를 비교하여 결과를 도출하였으며, 비교 기준으로 굽힘 응력과 좌굴 안정성을 사용하였다. 일계 이차 모멘트법을 이용한 최적화 알고리즘에서 얻은 최종 모델은 유한요소법을 이용한 정하중 해석에서 최대 응력 분포를 이용한 안전성을 고려를 통해 유효성을 검증하였다. 본 연구 방법을 통해 동역학적 모델과 유한요소 모델간의 연계성을 확인하고, 낮은 타워 설치 비용으로 더 강건한 시스템을 구축할 수 있는 설계 방향을 제시하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제17권3호
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• pp.197-203
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• 2008

본 연구는 1-2W형 온실의 구조를 개조하여 착색단 고추 재배온실로 이용하고 있는 온실의 구조의 안정성을 검토하였다. SAP-2000에 의한 구조해석 결과 1-2W기본형 온실의 기둥을 1.2m높였을 경우, 구조물이 견딜 수 있는 한계적설심은 변화는 거의 없으나 한계풍속은 약 $26.0\sim41.0m/s$정도로서 기본형에 비하여 약 $3\sim18%$ 정도 감소하는 것으로 나타났다. 풍하중 작용시 변형도를 비롯하여 축방향력, 전단력, 휨모멘트 등의 최대단면력은 기본형이나 개조형에 관계없이 거의 유사한 경향으로 나타났으며, 최대단면력은 풍상측의 처마높이 부위에서 발생하는 것으로 나타났다. 설하중 작용시 변형도를 비롯하여 축방향력, 전단력, 휨모멘트 등의 최대단면력은 기본형이나 개조형에 관계없이 거의 유사한 경향으로 나타났으며, 축방향력을 제외한 최대단면력은 처마높이 부위에서 발생하였으며, 최대축방향력은 내측기둥에서 발생하였다. 한계적설심에 대한 내측기둥의 좌굴은 모두 안전한 것으로 나타났으며 세장비 또한 제한값 범위내에 들어 기본형 및 개조형 모두 만족하였다. 기초의 인발저항력과 지내력은 기본형과 개조형에 관계없이 모두 안전한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.1-10
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• 2004

본 논문에서는 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 I-형 거더를 가로보만으로 연결한 강합성 2-거더교에서 가로보의 적정 배치간격 및 소요 휨강성의 산정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지간 40m의 단순교와 40+50+40m의 2차로 연속교를 예제교량으로 시산 설계하였다. 본 교량에 대해 중간가로보의 배치 간격과 휨강성을 매개변수로 하여 합성전 후 고정하중, 활하중, 풍하중 및 지진하중에 대한 해석을 수행하고 설계하중조합에 대한 응력 및 활하중 분배효과를 분석하였다. 한편, 강재 거더와 가로보의 격자구조에 대해 합성전 고정하중을 고려한 재료-기하 비선형해석으로부터 횡비틀림 좌굴강도를 평가하였다. 이상의 해석 결과를 토대로 지점부 및 중간가로보의 적정 배치 간격과 소요 휨강성을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.257-266
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• 2009

다이아그리드 노드의 지진 및 바람에 의한 반복하중에 대한 구조성능을 해석적으로 평가하는 것은 용접특성의 반영이 어려워서 한계가 있다. 이 연구에서는 횡하중을 받는 다이아그리드 노드의 구조거동을 알아보기 위해 다이아그리드의 노드부를 축소한 모형을 이용해 실험을 수행했다. 실험체는 총 5개이며 실험의 변수는 각 부분의 용접방법, 측면스티프너와 가새 웨브의 겹침길이이다. 한쪽 대각가새에는 인장력을, 다른쪽 대각가새에는 압축력을 가하는 반복가력 실험을 수행하였다. 실험 결과 주요 파괴 원인은 축력과, 방향이 상이한 두 힘의 합력으로 인한 부가적 모멘트에 의한 작용으로 나타났다. 인장력에 의해서 가새 부재의 플랜지가 파단하였고, 압축력에 의해서 가새 플랜지의 국부좌굴이 일어났다. 또한 겹침길이와 용접타입은 초기 강성, 항복 내력 및 에너지 흡수능력에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권1호
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• pp.77-86
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• 2024

To investigate the seismic performance of steel pipe-aeolian sand recycled concrete columns, this study designed and produced five specimens. Low-cycle repeated load tests were conducted while maintaining a constant axial compression ratio. The experiment aimed to examine the impact of different aeolian sand replacement rates on the seismic performance of these columns. The test results revealed that the mechanical failure modes of the steel pipe-recycled concrete column and the steel pipe-aeolian sand recycled concrete column were similar. Plastic hinges formed and developed at the column foot, and severe local buckling occurred at the bottom of the steel pipe. Interestingly, the bulging height of the damaged steel pipe was reduced for the specimen mixed with an appropriate amount of wind-deposited sand under the same lateral displacement. The hysteresis curves of all five specimens tested were relatively full, with no significant pinching phenomenon observed. Moreover, compared to steel tube-recycled concrete columns, the steel tube-aeolian sand recycled concrete columns exhibited improved seismic energy dissipation capacity and ductility. However, it was noted that as the aeolian sand replacement rate increased, the bearing capacity of the specimen increased first and then decreased. The seismic performance of the specimen was relatively optimal when the aeolian sand replacement rate was 30%. Upon analysis and comparison, the damage analysis model based on stiffness and energy consumption showed good agreement with the test results and proved suitable for evaluating the damage degree of steel pipe-wind-sand recycled concrete structures.

• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.22-29
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• 2000

본 연구에서는 750㎾급 수평축 풍력발전용 복합재 회전날개를 설계, 제작하여 구조시험을 수행하였다. 시험시 발생된 후연부위의 국부좌굴과 날개 끝 부위에서 과도하게 증가하는 처짐문제를 해결하기 위하여 개선설계를 수행하였다. 설계개선 내용으로는 스파의 두께를 점차적으로 변화시켜 과도한 처짐을 감소시켰으며, 웨브의 길이를 연장하여 국부좌굴현상을 방지하도록 하였다 개선설계결과는 유한요소해석을 수행하였으며 회전날개 구조의 안전성 및 안정성이 확인되었다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.757-765
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• 2019

In manufacturing An offshore plant is a structure that produces resources buried in the seabed. It can be classified into fixed, floating, and hybrid methods depending on the installation method. In particular, the Lattice boom type crane is typically used because it is used for a long time in the sea and moves to other seas, which is less affected by wind. In this study, the crane was designed by using three-step optimization design in the early stage of the design of Lattice boom crane for offshore plant. Finite element analysis was performed to verify the safety factor, deflection, buckling coefficient and fatigue life of the designed crane and the results were verified.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.3100-3111
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• 2021

Numerical modeling for the safety-related equipment used in a nuclear power plant (i.e., cabinet facilities) plays an essential role in seismic risk assessment. A full finite element model is often time-consuming for nonlinear time history analysis due to its computational modeling complexity. Thus, this study aims to generate a simplified model that can capture the nonlinear behavior of the electrical cabinet. Accordingly, the distributed plasticity approach was utilized to examine the stiffness-degradation effect caused by the local buckling of the structure. The inherent dynamic characteristics of the numerical model were validated against the experimental test. The outcomes indicate that the proposed model can adequately represent the significant behavior of the structure, and it is preferred in practice to perform the nonlinear analysis of the cabinet. Further investigations were carried out to evaluate the seismic behavior of the cabinet under the influence of the constitutive law of material models. Three available models in OpenSees (i.e., linear, bilinear, and Giuffre-Menegotto-Pinto (GMP) model) were considered to provide an enhanced understating of the seismic responses of the cabinet. It was found that the material nonlinearity, which is the function of its smoothness, is the most effective parameter for the structural analysis of the cabinet. Also, it showed that implementing nonlinear models reduces the seismic response of the cabinet considerably in comparison with the linear model.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.79-86
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• 2023

Damage to gas and fire protection piping systems can lead to secondary disasters after an earthquake, so their seismic design is crucial. Accordingly, various types of seismic restraint installations are being devised, and a new suspended piping trapeze restraint installation has also recently been developed in Korea. In this study, a cyclic loading test was performed on the developed trapeze support system, and its performance was evaluated according to ASHRAE 171, the standard for seismic and wind restraint design established by the American Society of Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE). The three support system specimens did not break or fracture, causing only insignificant deformations until the end of the experiment. Based on the experimentally rated strength and displacement performance, this trapeze support system is expected to control the seismic movement of piping during an earthquake.