초록 ▼

□ 연구개요
비선형 힘을 포함하는 기계시스템의 설계는 높은 난이도가 요구되는데, 이들을 설계할 때 모든 하부 구조물에 대한 비선형해석은 현실적으로 불가능하며 가능한 외력을 모두 예상하여 설계에 반영하기 어려운 실정이다. 따라서 선형해석을 바탕으로 설계를 하거나 시설물의 시운전단계 혹은 가동단계에서 발생하는 여러 가지 진동과 관련된 문제에 대해 사후에 조치방안을 수립하게 된다. 일반적으로 구조물의 진동은 댐퍼, energy absorber 등의 진동에너지 저감장치를 구조물에 추가적으로 설치하여 문제를 해결한다. 하지만 기존에 사

□ 연구개요
비선형 힘을 포함하는 기계시스템의 설계는 높은 난이도가 요구되는데, 이들을 설계할 때 모든 하부 구조물에 대한 비선형해석은 현실적으로 불가능하며 가능한 외력을 모두 예상하여 설계에 반영하기 어려운 실정이다. 따라서 선형해석을 바탕으로 설계를 하거나 시설물의 시운전단계 혹은 가동단계에서 발생하는 여러 가지 진동과 관련된 문제에 대해 사후에 조치방안을 수립하게 된다. 일반적으로 구조물의 진동은 댐퍼, energy absorber 등의 진동에너지 저감장치를 구조물에 추가적으로 설치하여 문제를 해결한다. 하지만 기존에 사용되는 진동에너지 저감장치는 설계와 제작 과정에서 많은 비용이 발생하고 대상 구조물의 형상과 가동조건에 따라 장치 제작에 많은 제약이 따른다. 따라서, 본 연구과제는 마찰원리를 응용하여 구조가 단순하면서 진동 저감 효과가 우수한 진동 저감 장치의 형상을 개발하고, 마찰 구조물을 적용한 전체 시스템의 동적 거동을 효율적으로 해석하는 방법 개발을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통해 1) 마찰을 포함하는 동적 시스템해석 시간 향상을 위한 방법론을 개발하고 방법론을 기반으로 2) 마찰을 이용한 진동 저감 지지대 형상을 개발하는 것이 목표이다. 또한, 효과적인 진동 저감을 위해 3) 마찰면 형상에 따른 마찰에너지 소산 변화 연구도 병행하여 연구결과의 완성도를 높이는 것이 초기의 목적이었다.
수행 결과로 마찰이 존재하는 구조물의 거동을 차수감소 모델을 사용하여 해석방법을 도출하였다. 이는 대상 구조물의 형태, 구조에 구애받지 않고 일반적으로 적용할 수 있고, 해석 시간을 획기적으로 줄여 비선형 시스템의 최적화 설계에 적용 가능한 방법론이다. 또한, 연구과제 수행 결과로 마찰이 존재하는 구조물의 해석방법과 마찰면에 작용하는 힘에 따라 발생하는 에너지 소산에 대한 연구 결과를 도출하였다. 이는 마찰이 포함된 구조물에 일반적으로 적용할 수 있고, 비선형 시스템의 최적화 설계에 적용 가능한 방법론으로 마찰을 포함한 구조물의 진동 저감 장치개발에 근간이되는 연구실적이다.
본 연구 결과로 목표하였던 세 가지 주제에 대한 결과물을 100% 도출하였으며, SCI(E) 저널에 5편의 논문을 출간하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
마찰력을 포함하는 비선형 시스템의 해석기법이 일반화되어 있지 않아 해당 연구를 통해 원천기술을 확보함으로써 기초과학 연구를 증진하고, 구조물 설계기술의 선진화를 도모할 기회를 마련할 수 있다. 해당 연구의 학술·기술적 측면의 기대효과와 사회·경제적 측면의 기대효과를 아래와 같이 요약할 수 있다.
학술·기술적 측면
• 독자적 비선형해석 기술 확보
• 마찰이 포함된 구조물 거동 해석, 신뢰성 기반 설계기술 고도화
• 마찰 댐퍼의 설치·운용 원천기술 확보
사회·경제적 측면
• 적은 비용의 시설물 진동 저감 장치 설계 기술력 확보
• 발전소/공장 시설물의 수명 연장 및 안정성 제고
• 항공 및 발전소 터빈 기계 설계 기술력 확장

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 29