The automotive industry continuously strives to enhance safety for both drivers and passengers through technological advancements. Car side impacts have the potential to significant risks to passengers, So the automotive industry has proposed various technological solutions. As part of these efforts, the development of side impact beams, which are affixed to the inner frame of vehicle side doors to absorb and dissipate collision energy, has been a safety enhancement. Conventional side impact beams are manufactured using hot-rolled steel sheets and have a pipe-like configuration. However, these impact beams are fixed to the vehicle's chassis, which directly transfers the energy generated during a collision to the chassis frame. This paper aims to address this issue by proposing the development and optimization of vehicle door impact beams using a dual-beam structure and fastening method, utilizing shear bolts. Moreover, the focus is on optimizing the cross-sectional shape of the dual-beam impact structure. The evaluation criterion for optimization is based on the second moment of area of the cross-section. To validate these improvements, Static experiments were conducted, comparing the proposed dual-beam structure with the traditional impact beam. This research is expected to serve as a guideline for enhancing vehicle safety through design directions and validation methods.

In this study, we compare and analyze stress and vertical deflectional displacement according to cross sectional shape changes of the beam using finite element analysis. The 11,000mm long horizontal beam showed stress differences depending on the cross-sectional variation, with stress differences of up to 200MPa and at least 149MPa. The deflection at the end of the beam also differed by up to 586 mm and at least 208mm. The weight change applied according to the cross-sectional shape of the steel horizontal beam was up to 235kgf, at least 144kgf, and showed the best stress and deflection characteristics in the cross sectional shape with a weight of 185kgf. This allowed us to improve structural safety through sectional shape optimization despite the weight increase.

A carbon fiber reinforced thermoplastic (CFRTP) was irradiated with a high energy electron-beam. As a result, the tensile strength of high-density polyethylene (HDPE)-based CFRTPs was significantly improved by gradually increasing the electron-beam dose. It was confirmed that the adhesion between CF and HDPE was improved and the surface properties of CF and HDPE were readily modified by electron-beam. It was verified from spectroscopic analysis that various oxygencontaining functional groups were formed on the surface of CF and HDPE by irradiation and we believe that strong attractive interactions took place among these functional groups at the interface of CFs and HDPE. Finally, it was conclusive that electron-beam irradiation provided two main effects on CFRTPs. One was cross-linking of thermoplastic resin for efficient load transfer from resin to CF and the other was formation of surface functional group and attractive interaction of these functional groups at the interface of fiber and matrix. These two effects showed synergetic contribution to enhance the mechanical properties of CFRTP.

본 논문에서는 보의 대변형 및 비틀림 변형을 고려한 인간동력항공기 주익 main spar 질량 최적화 과정을 소개한다. 순차적 이차 프로그래밍 기법(sequential quadratic programming)을 최적화 기법으로 선정해 구조 최적설계에 적절한 최적화 알고리즘을 수행하였다. Main spar 내부 직경, 적층 두께 등을 설계변수로 설정하였다. 목적함수에는 질량 최소화, 굽힘 변형 변위 일정, 그리고 비틀림 변형 각도 일정 등의 요소를 포함하였다. 굽힘과 비틀림 변형 계산엔 대변형 해석에 적합한 기하학적 정밀 보 모델을 도입하였으며, 기하학적 정밀 보 모델에 필요한 단면 물성은 Variational Asymptotic Beam Sectional Analysis(VABS) 단면 해석프로그램를 통해 계산하였다. 그 결과 main spar의 굽힘 변형 및 비틀림 변형을 최대 1.45% 이내로 유지한 채로 7.88%의 질량 감소를 이루는 최적설계를 도출하였다, 이후 응력복원 및 변형률 복원을 통해 최적설계의 구조적 안정성과 최적화 과정의 타당성을 검증하였다.

Theories of advanced composite structures are too difficult for such field engineers and some simple methods are necessary. In this paper, Simple method of vibration analysis is presented. This method presented in this paper is studied self-weight and other loads. The result of the 2~3 times iteration is good enough for field engineering purposes. In the case of cantilevered composite materials beams with different cross section, increase of mass near the support does not significantly affect the vibration characteristics. As a calculations of the simple method of vibration analysis for cantilevered composite materials beams with different cross section, it is noted that the result of the second cycle at the point of free end (actually 5L/6 span) is only 2.2% away from the ‘exact’ solution.

본 논문에서는 Co-Rotational plane beam transient analysis EDISON program(CR-보)를 이용한 에어포일 단면형상 변화 에 따른 진동특성 연구를 수행하였다. Co-Rotational 평면 보 해석은 대 회전과 작은 변형률을 갖는 보 해석에 적합하다. 항 공기의 날개를 외팔보로 가정하여, VABS를 통한 단면해석과 Fourier 변환을 통해 각 단면형상 변화에 따른 에어포일의 고 유진동수를 비교하였다. VABS를 사용하여 단면의 형상과 재료의 적층 정보를 고려한 단면에서의 유한요소 해석을 수행하 였다. 에어포일의 재질, spar 유무, 단일 등방성 재료·복합재료, 에어포일 최대두께의 변화에 따라 에어포일의 끝단 진폭과 고유진동수가 변화함을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 에어포일 고유진동수 변화는 2차 관성모멘트/단면적, 밀도, 영률의 변화에 상당한 영향을 받음을 알 수 있었다.

본 연구에서는 볼트의 변형을 고려한 강재 조립 합성보의 휨거동에 대한 해석기법 및 결과가 제시되었다. 볼트의 변형, 합성효과 및 접촉면의 마찰이 합성보의 휨거동에 끼치는 영향을 파악하였다. 볼트의 변형이 합성보의 휨거동에 끼치는 영향을 고려하기 위하여, 구조해석 프로그램인 ABAQUS의 Nonlinear Spring요소를 사용하였으며 볼트의 변형을 고려하지 않은 결과와 비교하였다. 유한요소 모델에 의해서 처짐, 휨응력, 전단응력이 계산되었으며 이런 결과는 완전 비합성보, 부분 합성보 및 완전 합성보의 해석 값과 비교되었다. 해석결과 합성보의 거동은 강재의 마찰보다 볼트의 갯수로 표현되는 합성률에 크게 영향을 받았다. 특히 합성률이 50%이상이 되면 볼트의 변형을 고려한 합성보의 휨거동은 완전합성보와 유사하게 나타났다.

본 논문에서는 볼트로 체결된 강재 조립 합성보의 휨거동에 대한 유한요소해석을 통하여 휨거동 특성을 분석하였다. 두개의 강재보가 볼트로 체결되어 횡하중을 받을 때 발생하는 볼트의 합성효과, 강판사이의 마찰특성을 고려하였다. 체결에 사용된 볼트의 갯수 및 마찰계수의 변화에 따른 변위, 휨응력 그리고 전단응력을 쉘 요소를 사용한 유한요소해석에 의해 계산하였다. 이런 결과들은 완전 비합성보, 부분 합성보와 완전 합성보의 해석치와 비교되었다. 해석결과 합성보의 거동은 강재의 마찰보다 볼트의 갯수로 표현되는 합성률에 크게 영향을 받았다. 합성률이 에 도달할 때 합성보의 거동은 완전 합성보와 유사함을 보였다.

본 논문에서는 축방향 압축하중을 받는 다퐁간분리된 적층 보-기둥의 자유진동과 좌팔에 대한 해석을 수행하였다. 다층간분리된 적층 보-기둥의 고유진동수와 탄성 좌굴 하중에 대한 층간분리의 영향을 조사하기 위해 층간분리의 양단에서 기울기와 곡률이 일정하다는 가정을 적용하여 일반적인 운동학적 연속 조건을 유도하였다. 전체 다층간분리된 보-기둥을 부분으로 분할하고, 연속조건에 따른 반복관계를 각 하부 보-기둥에 부과함으로써 다층간분리된 보-기둥의 특성방정식을 구하였다. 축방향 증분 압축 하중에 따른 다층간분리된 보-기둥의 고유진동수와 탄성 좌굴 하중을 구하였으며 이는 손상되지 않은 적층 보-기둥의 최대 탄성 좌굴 하중에 한정된다 연구를 통하여 층간분리의 크기, 위치, 수가 고유진동수와 특히 탄성 좌굴 하중에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

본 논문에서는 현행 표준적인 P.S.C거더 교량의 적정 가로보 수를 위한 매개변수 연구를 수행하였다. 교량의 길이는 P.S.C거더교로서 국내에서 가장 흔히 사용되는 30m의 단순교를 채택하였다. 교량의 해석방법으로는 상부의 슬래브와 거더를 효율적으로 모델링하기 위하여 정밀해석법인 유한요소법을 사용하였다. 본 연구에서 사용된 매개변수로는 크게 두 가지로 분류되는데, 하나는 사용된 가로보의 개수이고 다른 하나는 교량의 사각(Skew)이다. 상부 슬래브는 쉘 요소와 빔 요소를 연결하는데 효율적인 회전자유도를 가지는 쉘 요소로 모델링 하였다. 슬래브와 거더의 중심축이 이격되어 있는 문제를 정확히 고려하기 위하여 편심보 요소를 사용하였다. 해석 모델은 가로보가 각각 7,5,3개 있는 경우를 선정하였다. 이러한 조건하에서 정적 해석을 수행하여 최대 휨모멘트, 전단력, 비틀림 모멘트값을 구하여 현행 시방서에서 규정된 극한치를 만족하는지 검토하였다. 검토결과 현재 사용되고 있는 P.S.C거더 교량에서의 가로보 개수는 과다한 것으로 판단되며 경제적인 설계를 위하여 가로보의 개수를 줄일 수 있을 것으로 제안하였다.

일정체적의 원형단면을 갖는 변단면 보-기둥의 자유진동 및 좌굴하중을 지배하는 미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하였다. 미분방정식에는 축하중효과를 고려하였다. 원형단면의 반경변화는 포물선식을 채택하였고, 고정-고정, 고정-회전 및 회전-회전 보-기둥의 고유진동수 및 좌굴하중을 산출하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 무차원 변수들 사이의 관계 및 무차원 좌굴하중과 단면비 사이의 관계를 그림에 나타내었고, 최강기둥의 단면비와 좌굴하중을 구하였다.

최근 공용중인 철도 운행에 지장이 없도록 지하차도 등을 위한 공사의 임시 가설구조물 공법으로 하로판형교를 적용하고 있다. 이 러한 하로판형교 형태중 주형과 가로보를 일체화시켜 공사비 절감 및 공기의 단축을 통한 시공성을 향상 시킨 하로판형교를 지점부 일체형으로 개선하였다. 지점부 일체형 하로판형교에 적용하는 가로보는 통상 박스형상을 가지며 주거더에 작용하는 하중을 측면으로 전달시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 박스가로보의 복부판 중앙부 간격에 따른 변화에 대하여 플랜지 및 복부판에 작용하는 응력 및 변위에 관련한 형상을 파악하여 이를 개선하여 향후 지점부 일체형 가로보 하로판형교의 가로보 안전성 향상에 기여하고자 한다.

A strain compatibility method is based on the strain compatibility approach proposed by AISC (American Institute of Steel Construction, Inc.). The strain compatibility method assumes a linear strain of all the members. After that, set up the equilibrium equations of the state of stress in each component for calculating the location of the neutral axis of the cross-section in the presence. In this study, the reinforced concrete simple beam is analyzed by strain compatibility method for calculating the neutral axis and the bending moment. And then, a variation of neutral axis of the reinforced concrete simple beam is measured.

Although PSC girder bridges are widely applied to highway bridge, cross beams are considered as secondary member, not primary. Using simplified and/or experimental formula, five equi-spaced cross beams are conventionally designed in the field depending on standard drawings. Since structural damages are found frequently in the connection between girder and cross beam under traffic loads, the number of cross beams are reported to decrease in design of railway bridge like highway bridge. This study presents the possibility or applicability to decrease the number of cross beams of PSC girder railway bridge.

컨테이너 무역 규모가 매년 증가함에 따라 항만 환경이 급격히 변화하고 있다. 이러한 항만의 변화에 성공적으로 대처하기 위해 차세대 항만하역시스템인 LMTT(Linear Motor-based Transfer Technology)의 연구가 진행되고 있다. LMTT용 셔틀 카의 프레임부는 내부 빔, 내부 빔, 크로스 빔으로 구성되어 있으며, 본 연구에서는 프레임을 설계하기 위하여 크로스 빔의 개수, 하중 재하 위치 및 내부 빔의 위치에 따른 외부 빔과의 거리비 등이 프레임의 강도 및 강성에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통하여 하중이 외부 빔과 내부 빔에 동시에 작용하고 크로스 빔이 5개일 때가 최적의 조건이라는 결론을 얻을 수 있었다.