초록 ▼

연구개요
정상상태 측정데이터보다 상대적으로 얻기 어려운 고장 데이터를 유한요소모델갱신을 통해 정밀 전산모사하여 다수의 가상 고장 데이터 생성하여, 실제 기계구조물의 결함 진단에 기여 하고자 동적축소법과 다양한 전산해석기법을 결합하여 효과적인 전산해석기반 디지털트윈 기법을 구축함.

연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 기어 치형을 반영한 3차원 단위 구조 유한요소모델 생성하고, 부구조기법을 통한 단위 구조 축소 및 축소행렬 결합을 통한 전체 구조모델 구현하여 효과적인 정상 상태 및 결함 상태의 효과적인 기어

연구개요
정상상태 측정데이터보다 상대적으로 얻기 어려운 고장 데이터를 유한요소모델갱신을 통해 정밀 전산모사하여 다수의 가상 고장 데이터 생성하여, 실제 기계구조물의 결함 진단에 기여 하고자 동적축소법과 다양한 전산해석기법을 결합하여 효과적인 전산해석기반 디지털트윈 기법을 구축함.

연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 기어 치형을 반영한 3차원 단위 구조 유한요소모델 생성하고, 부구조기법을 통한 단위 구조 축소 및 축소행렬 결합을 통한 전체 구조모델 구현하여 효과적인 정상 상태 및 결함 상태의 효과적인 기어 구조 전산모델 구축하였다. 또한 기어 손상에 따른 비정상 접촉을 고려한 기어구조물 진동해석 수행 목표에 맞게 기어 파손, 윤활유 오염, 이물질 등의 비정상 접촉 영향 인자 분석하고 비정상 접촉을 반영한 기어구조물 정적/동적해석 수행 효과적으로 수행하였다. 이를 통해 당초 계획한 연구목표에 맞게 고장 인자 설정 및 반복해석을 위한 동적 재해석 기법 구축하고, 측정데이터를 활용하여 실제 고장 구조물과 유사한 동적 거동을 가진 전산모델 생성하는 전산해석기반 디지털트윈 프레임워크를 구축하였다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 과제에서는 상대적으로 얻기 힘든 실제 구조물의 다양한 고장 상태에서의 측정데이터를 전산해석을 활용하여 가상으로나마 안전하게 확보하고자 한다. 이를 통하여 결함 진단 및 수명 예측 등에서 현재 존재하는 정상상태의 데이터와 고장 상태의 데이터 불균형이슈에 기여하고자 한다. 특히 기어 구조물과 같이 다소 심한 고장 발생시 진동이 증폭되고 이를 통해 2차 결함이 발생하여 실제 구조물에서 고장 데이터를 인위적으로 생성하기 어려운 구조물에서 안전하게 고장 데이터를 구축하는데 활용도가 높을 것으로 예상된다. 따라서 본과제의 연구결과를 연장 및 활용하면 원자로, 항공기, 인공위성 등의 고장 상태 데이터를 얻기가 현실적으로 극도로 제한적인 구조물의 고장 진단, 결함 탐지, 수명 예측 분야에 크게 기여할 것으로 기대 된다. 특히 최근 활발히 진행되고 있는 데이터 기반 AI알고리즘 등의 관련 연구를 대체하는 형태가 아닌 기존 연구의 데이터 부족으로 인한 어려움에 기여할 수 있어, 기존 연구와 연계를 통한 보다 효과적인 진단 기술 개발에 활용이 가능하여 그 활용도 및 활용 범위가 클 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구과제의 최종목표 ... 4
• 2) 연구과제의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 연구과제의 수행 과정 ... 6
• 2) 연구과제의 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 끝페이지 ... 15