송전철탑의 심형기초 시공 시 안전확보가 매우 중요한데, 무거운 철근을 취급하는 작업자의 중대 재 해 위험이 크고 실제로 심형기초를 위한 철근공 작업자들의 사고가 끊이질 않는 실정이다. GFRP는 철근 이상의 인장강도를 갖도록 제작이 가능하고, 철근에 비해 무게가 가벼워 취급이 용이하며 시공 편이성이 높다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 철근을 대체하여 GFRP를 보강근으로 활용한 심 형 기초의 구조설계에 대해 다루었다. 국내 송전철탑 설계기준(가공송전선용 철탑기초 설계기준, DS-1110, 한국전력) 및 ACI440.1R-06 설계기준을 참고하여 GFRP 보강근이 적용된 심형 기초의 구 조검토를 수행하여 GFRP 보강근의 적용성을 검토하였다. 송전철탑의 심형 기초 단면에는 휨모멘트와 축력이 동시에 작용하며 심형기초의 주체부 및 구체부 특성에 따라 축력에 의한 편심모멘트가 추가로 작용한다. 이에 따라 설계 검토는 휨 및 축력이 동시에 작용하는 경우에 대해 수행되었다. 국내 기준 (DS-1110)의 구조검토는 허용응력설계법의 형식을 취하므로 축력과 휨모멘트에 의한 최대응력을 산 정하여 허용응력과 비교하였고, 강도설계법을 통한 구조검토는 보강된 단면의 P-M 상관도를 작도하 여 휨모멘트 및 축력이 동시에 작용하는 경우 구조 안전성 확보 유무를 판단하여 GFRP 보강재를 배 근한 단면의 설계적정성을 판단하였다.

As a safety device, a rupture disc are used to control pressure to minimize the explosion risk once the internal pressure of high pressure equipment exceeds a critical level. In this paper, optimization method was developed to secure optimal design of domed Rupture disks. The parameter analysis was performed through design of experiment to parameter of Rupture disk made of AISI 316.The Diameter, Thickness and Hight of Rupture disk were selected as design parameters for design parameter analysis. The results of parameter analysis revealed that the Diameter, thickness and hight were burst pressure-sensitive design parameters. Based on the valid performance factors, a regression equation to predict its performance was deducted and using the equation, an optimal design. And a sample model was fabricated, followed by burst pressure testing, after optimal design and analytical verification. In this research, it is verified that the optimal design method and the credibility of the analysis of this study is deemed very high. Furthermore, utilizing this mechanism would inspect the effect of the design parameter performance and increase the credibility and efficiency of a design.

Engineering design involves making numerous decisions as the design process. These decisions can be broadly categorized into selection decisions and compromise decisions. The outcomes of these decisions heavily depend on the designer's intentions, highlighting the need to systematically and accurately incorporate the designer's intentions. The Analytic Hierarchy Process (AHP) is a design technique that systematically reflects the designer's intentions by hierarchically analyzing and evaluating ambiguous decision problems. Therefore, in this study, effective optimal structure designs that maximally reflect the designer's intentions were confirmed by introducing AHP (Analytic Hierarchy Process) and Neural Network into the foundational decision-making process of engineering design.

The aim of this study is to ensure the structural integrity of a canister to be used in a dry storage system currently being developed in Korea. Based on burnup and cooling periods, the canister is designed with 24 bundles of spent nuclear fuel stored inside it. It is a cylindrical structure with a height of 4,890 mm, an internal diameter of 1,708 mm, and an inner length of 4,590 mm. The canister lid is fixed with multiple seals and welds to maintain its confinement boundary to prevent the leakage of radioactive waste. The canister is evaluated under different loads that may be generated under normal, off-normal, and accident conditions, and combinations of these loads are compared against the allowable stress thresholds to assess its structural integrity in accordance with NUREG-2215. The evaluation result shows that the stress intensities applied on the canister under normal, off-normal, and accident conditions are below the allowable stress thresholds, thus confirming its structural integrity.

A transfer cask serves as the container for transporting and handling canisters loaded with spent nuclear fuels from light water reactors. This study focuses on a cylindrical transfer cask, standing at 5,300 mm with an external diameter of 2,170 mm, featuring impact limiters on the top and bottom sides. The base of the cask body has an openable/closable lid for loading canisters with storage modules. The transfer cask houses a canister containing spent nuclear fuels from lightweight reactors, serving as the confinement boundary while the cask itself lacks the confinement structure. The objective of this study was to conduct a structural analysis evaluation of the transfer cask, currently under development in Korea, ensuring its safety. This evaluation encompasses analyses of loads under normal, off-normal, and accident conditions, adhering to NUREG-2215. Structural integrity was assessed by comparing combined results for each load against stress limits. The results confirm that the transfer cask meets stress limits across normal, off-normal, and accident conditions, establishing its structural safety.

OWEC(Overtopping Wave Energy Converter)는 월파된 파도를 이용한 파력발전시스템이라한다. OWEC의 성능 및 안전성은 파고, 주기 등 파도의 특성에 의해 영향을 받는다. 따라서 해역 특성에 따른 OWEC의 최적 형상과 구조안전성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구 에서는 울릉읍 연안 해양 환경 데이터를 이용하였으며, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 입자법 해석을 통해 기존 케이슨 하부 구조에 변화를 준 모델 4개를 비교하여 월파 효율을 분석하였다. 그 결과, 하부 구조의 변경 및 경량화가 가능함을 확인하였다. 최적화 해석을 통 해 설계 하중에 내하력을 가지는 하부 구조인 새로운 트러스형 구조를 제안하였다. 이후 부재 직경 및 두께를 설계변수로 하는 사례 연구 를 통해 허용응력조건 하에서 구조 안전성의 확보를 확인하였다. 주기적인 파랑 하중을 받기 때문에 제안하는 구조의 고유 진동수와 해 당 해역의 파주기를 비교하였으며, 1년 재현 주기의 파랑을 하중으로 한 조화응답해석을 수행하였다. 제안하는 하부 구조는 동일 가진력 에서 기존 설계 대비 응답의 크기가 감소하였으며, 기존 대비 32% 이상의 중량 절감을 수행하였다.

In this study, a prefabricated buckling brace (PF-BRB) was proposed, and a test specimen was manufactured based on the design formula for the initial shape and structural performance tests were performed. As a result of the experiment, all standard performance requirements presented by KDS 41 17 00 and MOE 2021 were satisfied before and after replacement of the reinforcement module, and no fracture of the joint module occurred. As a result of the incremental load test, the physical properties showed a significant difference in the stiffness ratio after yielding under the compressive load of the envelope according to the experimental results. It is judged necessary to further analyze the physical properties according to the experimental results through finite element analysis in the future.

With the advancement of optical design and manufacturing technology, optical components have found diverse applications, spanning from semiconductors to the aerospace industry. A reflective mirror is a basic component in optics and plays a crucial role as the medium to reflect light. In this paper, a large mirror with a 700mm diameter was designed as a primary mirror using fused silica. The rear side of the mirror was subdivided into several equal angles, and neighboring vertices on the circumference were connected to establish a polygon. Accordingly, the geometric shapes of triangle, square, pentagon, and hexagon were formed. Furthermore, the mirror structure was strengthened by employing straight lines passing the vertices and the center of the circle. Based on the finite element analysis, deformations of the mirrors caused by the gravitational force were evaluated. Weight and deformation of the mirror structures were compared and analyzed to find a proper structure to reduce weight and deformation. This paper, therefore, presents a structural solution aimed at reducing the weight and deformation of a large aperture mirror induced by gravitational forces, thereby suggesting a geometric shape based structure to reduce surface deformation of a mirror.

In this study, In this study, structural analysis of a fuel tank for an SUV (sports utility vehicle) was performed for crack prevention design. Reservoir tank analysis was conducted for crack prevention design, and improvement measures for weak areas were discovered and reflected in the design. Pressure analysis was performed on the existing model to analyze weak areas. As a result of analysis through various design changes, it was found that the strength problem of the reservoir tank was due to the discontinuity of the rib inside the tank, and to improve this, it was necessary to minimize the discontinuity section.

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영 향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한 다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석 (Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형 률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시 켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0*Vr를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었 다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

The flange spreader has been used to withdraw gaskets and valves during butterfly valve maintenance. When using the conventional flange spreader, an excessive working space (pipe separation distance) appears, and the pipe and flange are damaged by the load. Also, the equipment can’t be operated safely when the pipe has eccentric fitting. To solve the problems, a valve easy out tool with collet was developed for safely fixing and spreading flange. By using Ansys Workbench 2021 R2, the structural analysis of the original collet was performed, and shape design of the collet was carried out to improve structural safety.

최근 비구조요소의 피해사례가 증가하면서 비구조요소 내진설계에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구는 평면 적 요소보다는 수직적 요소나 시스템적 요소를 변수로 층가속도를 평가하고 있다. 때문에 본 논문에서는 횡력저항에 많은 부분을 차 지하는 코어를 평면적 변수로 사용하여 비구조요소 내진설계를 위한 층가속도에 대해 평가하였다. 정사각형의 2축대칭의 평면에서 코어의 형태(위치 및 비중)변화에 따라 서로 다른 5개의 평면과 각 평면마다 5층, 10층, 15층, 20층의 층수를 가진 총 20개의 모델로 선 형시간이력해석을 수행하였다. 분석 결과 코어 위치에 따라 편심을 받는 평면에서는 층가속도가 최대 1.7배의 비틀림 증폭이 발생하 였고 구조물의 중층부에서 비틀림의 영향이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 편심이 없이 코어의 비중만 변화한 평면에서는 주기 0.4694초를 기준으로 이하일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 감소하고 고층부에는 증가하며, 반대로 주기 0.4694 초 이상일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 증가하고 고층부에는 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 구조물 의 층수는 최대층가속도에 영향을 주지 못하는 것을 확인하였다. 핵심용어 :

가거초 해양과학기지 자켓 구조물 내 콘크리트를 배제하고 강재로만 이루어진 최적설계를 제시한다. 50년 재현주기 극한하중조건에서 허용응력 및 허용응력비 조건을 모두 만족하는 안전한 경량 설계를 목표하였다. 역할에 따라 부재를 세 그룹으로 나눈 설계 조건 (Case-1)과 보다 세분화한 설계 조건(Case-2)에 대해 각 부재그룹별 현재 단면 두께 대비 두께 변화율을 설계변수로 설정한 유전 알고 리즘을 통해 최적설계를 탐색하였다. 그 결과 Case-1의 결과로 현재 가거초 해양과학기지보다 약 217톤 더 가벼운 설계(OPT-1)를 찾았고, Case-2에서는 추가적으로 약 84톤을 경량화하여 현재 대비 약 45%의 무게를 절감한 설계(OPT-2)를 얻을 수 있었다. 결론적으로 레그 내 콘크리트 보강 없이도 극한조건에서 허용응력 및 허용응력비를 모두 만족시킬 수 있는 경량화된 가거초 해양과학기지 설계를 제시하였다.