2010년을 향한 과학기술발전 장기계획(기계.설비기술 부문)

김천욱,이장무,박화영,김문상,양동열,강신형 과학기술정책연구원 1995 연구보고 Vol.- No.-

기계공업의 특성/중요성O국기/제조업 경쟁력을 좌우하는 핵심분야O 일본의 경우(80년대말 기준) 제조업 총생산액(약 250조엔)의 40%가 기계산업에서 생산됨O 우리나라의 경우(90년 기준) 제조업 총생산액의 26%가 기계산업에서 생산됨O 대일무역역조의 대부분이 기계류/부품에서 발생됨 기계공업의 현황O 최근의 국/내외적 기계기술의 특징은 관련기술인 전자기술, 신소재기술, 광기술, 인공지능/컴퓨터기술, 제어계측기술 동의 융합에 따른 복합기술로의 발전임O1990년대 이후 공공복지/환경규제 (GR) 관련 기술개발이 시급한 당면과제가 되고 있음O 국내 공업기술수준은 생산관리기술 및 물질관리기술면에서는 선진국의 70-80% 수준에 이르고 있으나 설계기술, 정밀가공기술 및 제어/계측기술에 있어서는 선진국보다 크게 낙후됨. 3. 기계 · 설비부문 분야별 주요과제 요약(1) 설계 · 엔진니어링 기술분야O 전산총합 최적설계 시스템 기술 개발목표 - 선진국 수준의 독자적 설계기술확보내용 - 지능화 전산기 이용설계, 메카트로닉스분야 해석/최적화, 대형/복합 구조해석/최적화, CFD를 이용한 유동예측/제어, 발전/환경관련 열유체해석/최적화예산 - 4200 억원(1995년~2010년)인원 - 700명/년관련국가과제 - 국책(중핵)과제/정밀기계 ? 설비 특정연구개발과제(기계분야 핵심응용 S/W개발)등.O 플랜트 엔지니어링 기술 개발목표 플랜트 엔지니어링 기술의 국제수준 도달내용 - 지적 공정관리 및 최적공정관리기술, 선진국 수준의 지적 배관망/탑죄열교환기/제철v제련 공정 설계시스템 개발, 플랜트 시스템 최적설계/자동화예산- 1500억원(1995년~2010년)인원 -160명/년 (2) 단위기계 · 핵심부품 기술분야O 차세대 궤도차량기술 개발목표 선진국 수준의 자기부상식궤도차량/고속차륜식전철의 독자 개발 기술력확보내용 설계/해석 시스템엔지니어링기술, 핵심 부품기술, 전원공급시스템 기술,운행 시스템기술, 환경영향대책기술예산 一8000억 원(1995년~2010년)인원 - 340명/년O 신 환경보전설비기술개발목표 - 선진국수준의 환경보전 기술확보내용 고효율 세정식 집진장치기술, 복합대기오염 방지시스템 기술, 저공해 소각 신기술 및 하상침전물제거기술 등예산 - 2000억 원(1995년~2010년)인원 - 200명/년O 고효율/환경우호적 열 · 유체기계 기술 개발목표 국제적 수준의 고효율 · 환경우호적 열 · 유체기계 개발내용 - Dh 0.5mm급 가스터빈용 재생기 개발, 신냉동 싸이클 응용 Heat Pump(loooKW급)개발, 독자모델의 가스터빈(50MW급이상) 및 스팀터빈(10MW급이상)개발, 환경우호적/지능형 냉난방 기술예산 -2000억 원<1995년 - 2010년)인원 - 280명/년 (3) 기계자동화 기술분야O 서비스 로봇 및 응용기술 개발목표 - 국제적 수준의 서비스 로봇의 설계/제작기술 및 응용/실용화기술 확보내용 - 고기능 인간형 센서개발, 극한작업용로봇 개발, 의료복지용 로봇개발 및 가사보조용/상수도청소 등의 특수로봇 개발예산 - 2000억 원(1995년 - 2010년)인원 100명/년O 전산총합/지적생산 시스템 (CIM/IMS)기술 개발목표 - 생산공정의 표준화와 정보체계의 통합을 통한 생산체계의 혁신 및 컴퓨터기술과의 접목을 통한 CAD/CAM/CAE/CAT의 일체화/자동화내용 - 고속통신망을 이용한 분산생산정보 통합화기술,Human Integrated Manufacturing( 인간 지향 생산)기술,가상현실기법 응용 생산기술 동예산 - 2000억 원(1995년~2010년)인원 - 200명/년 (4) 생산기반 기술 분야O 신재료/초정밀 가공기술 개발목표 - 일본 · 독일과 경쟁할 수 있는 수준의 첨단가공(Advanced Manufacturing)기술확보내용 -복합재료/신재료 제조공정의 설계/제조 통합기술, 복합/지능구조물의 개발,초정밀공작기계 개발 및 자동공정 계획이 가능한 지능형 공작기계의 개발예산- 1550억 원(1997년~2007년)인원-100명/년O 신 금형기술 개발목표 - 국제적 수준의 금형설계 및 제작기술 확보내용 - Rapid Prototyping을 이용한 금형제작, CAD/CAM/CAE가 연계된 금형설계/공정설계 및 데이타 베이스기술 개발, Gas/Co-injection molding기법개발예산 - 860억원(1997년~2005년)인원 -100명/년 (5) 표준 측정시험 · 검사기술분야O 신 분석 및 시험기술 개발목표 - 분석, 시험평가기술의 국제적 선도능력 확보내용 - 방사선특성평가, Vision에 의한 응력측정, 대기오염 방지설비 성능평가,전자파 인체장애연구, 구조결함탐지, 내구성의 가속평가, 감성공학, 레이저광 계측기술예산 - 3200억 원(1995년~2010년)인원 - 400명/년O 측정표준기술 개발목표- 국제적인 표준기술 선도능력확충내용- 힘/토크 표준기 개발 · 보급, 광펌핑을 이용한 자장측정기술, 저온열역학온도 측정, CRM개발 등예산- 1910억 원(1995년~2010년)인원 -300명/년O 표준화/표준참고기술 개발목표 - 국제화체제확립내용 - 정보표준화, SRD생산 및 보급체계, 국제비교평가예산 - 300억 원(1995년~ 2010년)인원 -40명/년 4. Post G7 표로젝트 후보 과제(1) 서비스 로봇 및 응용기술 개발(2000억 원)(2) 신재료/초정밀 가공기술 개발(1550억 원)(3) 차세대 궤도차량기술 개발(8000억 원)(4) 전산총합최적설계시스템 기술 개발(4200억 원)(5) 신 분석/시험평가기술 개발(3200억 원)

기계설계분야 S/W 기술동향조사 및 S/W 기술동향조사 육성을 위한 기술대책 연구

권영주 과학기술정책연구원 1994 기본연구 Vol.- No.-

1. 연구의 필요성 및 목표컴퓨터의 출현으로 공학의 어려운 문제해결에 컴퓨터를 이용하고자 하는 노력은 당연한 귀결이며 추세로 되어 왔다. 특히 기계공학분야 및 기계산업에서 컴퓨터의 응용은 현대에는 필수화 되어 있다. 이러한 이용의 산물을 컴퓨터 용어로는 S/W라 부르는데 이 S/W는 그 이용 차원에서 뿐만 아니라 하나의 고부가가치 상품으로서 중요성이 나날이 커지고 있다. 이러한 S/W 중에서 현재 가장 많이 이용하고 있으며 약간 대중화 되어 있는 S/W가 CAD(Computer Aided Design) 프로그램이라고 불리우는 기계설계시 도변작성 S/W이다. 이 CAD S/W는 복잡한 기계설계 도면을 제도할 때 제도사들이 일일이 많은 시간을 소모하며 손으로 하던 것을 빠른 시간내에 자동으로 이루어지게 하고 있는데, 1960년대초 미국 MIT의 이반 서더랜드(Ivan Sutherland)박사가 Sketchpad시스템을 발명한 이래 비약적인 발전을 거듭하여 현재는 다양한 CAD 시스템이 상품화되어 하나의 CAD산업을 형성하고 있다. 이와 같은 CAD S/W의 출현은 제품개발의 경쟁에서 촌음을 다투는 현대에는, 생산성 향상이라는 측면에서 보면 가히 하나의 작은 혁명적 사건이라고 볼 수 있다고 하겠다. 이런 CAD S/W와 함께 항상 같이 생각하게 하는 것이 CAM(Computer Aided Manufacturing) S/W이다. 이 CAM S/W는 CAD S/W로 Computer 내 에 형상화한 기하형상 모양을 그 표변에 있는 여러 점들의 좌표로 표현한 후 NC(Numerically---Cotrolled) 공작기계를 이용하여 기하형상 모양과 똑같은 실물을 자동으로 깎을 수 있도록 하는 Computer S/W 인데,CAD와 CAM은 그 작업성격상 동시에 일어나기 때문에 종종같이 붙어 다녀 CAD/CAM이라고 불리운다. 이 CAD/CAM 시스템은 CAD 시스템이 한단계 더 발전된 형태라고 볼 수 있다. 그러나 이와 같이 Sketchpad에서 시작된 CAD/CAM 시스템을 가히 기계공학에서 혁명적인 사건이지만 기계공학의 문제중 극히 작은 일부의 문제만 해결할 수 있을 뿐이다. 따라서 다른 많은 기계공학의 문제들, 그중 특히 기계설계의 핵심인 각종 핵석 문제들, 예를 들어 구조해석, 열유체해석, 진동해석 등의 난해한 문제들은 기존의 CAD/CAM 시스템으로는 해결되지 않는다. 이와 같은 문제틀을 해결하기 위해서는 다른 노력들이 필요한데 수치해석과 같은 방법의 개발이 그 일환이다. 수치해석 뿐만 아니라 이를 표현하는 컴퓨터 언어의 개발도 필수적이다.Sketchpad가 출현한 거의 비슷한 시기인 1960년대 이와 같이 해석문제를 컴퓨터로 해결하려는 노력이 역시 미국 NASA에 의하여 시도되었다. NASA는 최초의 구조해석 S/W의 개발을 미국의 MSC(MacNeal Schwendler Corporation)사에 의뢰하여 원시적인 기계구조 해석 프로그램인 NASTRAN을 탄생시켰다. 우리는 이와 같이 해석전용 S/W를 CAD/CAM S/W와 달리 CAE S/W로 불러 왔는데 특히 기계공학용 CAE S/W를 MCAE S/W(Mechanical Computer Aided Engieering software) 로 부른다. NASTRAN이래 MCAE S/W도 많은 발전을 해왔다. 아직도 그 기능면에서나 능력면에서 완벽하지 않지만은 미국에서 상품화에 성공하여 현재에는 CADjCAM S/W에 비교는 되지 않지만은 상당한 MCAE S띠f들이 전세계에 걸쳐 보급되고 있다. 예를 들어 NASTRAN을 위 시하여 ANSYS, ADAMS, FIDAP,NISA, I-DEAS, ABAQUS 등이 그 좋은 예 이다.이와 같이 제각기 개발되어 발전되어 온 CAD/CAM S/W와 MCAE S/W는 현재에는 그 기능이 확장됨에 따라 서로 중복되는 기능도 생기게 되었는데 CAD/CAM S/W는 일부 간단한 해석기능이 보강되고, MCAE S/W는 일부 Graphic 기능(pre/postproce&Sing기능)이 보강됨으로써 궁극적으로는 하나의 통합된 기능으로 발전 가능성을 보여주고 있다. 그래서 궁극적으로는 개념설계(해석), 도면작성, 기계가공의 3박자 기능을 갖춘 명실공히 기계설계 (Mechanical Design) S/W 출현이 가능할 것이다.이와 같은 S/W를 현재에는 CADD S/W 또는 CAD/G때/CAE S/W로 일시적으로 부르고 있다. 이 CAD/CAM/C뾰 S/W는 제품생산시 고유모델설계 및 생산에 필요한 연구개발(R&D) 에 필수화 되어 있다.우리나라의 경우에 있어서도 지금까지 자체의 연구개발(R&D)에 의한 제품개발, 생산이 아닌 값싼 노동력에 의존한 외국의 투자나 모방에 의한 제품생산을 하여 왔는데 이에 따라 제품개발에 반드시 선행되어야 할 설계도면 등을 비싼 royalty를 지불하여 구입 사용하므로써 노동단가가 비싸지고 있는 현재에는 그 한계에 왔다고 볼 수 있다.따라서 제품의 연구개발(R&D) 에 필요한 CAD/CAM/CAE 시스템 수요가 우리나라도 나날이 커지고 있는데 미국의 CAD/CAM/CAE S/W제품들이 국내시장을 거의 장악하고 있는 실정이다. 전세계적으로 CAD/CAM/CAE SηN시장은 미국이 석권하고 있고 유럽과 일본이 따라가려고 노력하고 있다. 현재 국내에는 외국(주로 미국)에서 개발된 S/W들을 공급하는 업체가 중소업체를 망라하여 100여개가 있다. 이들은 외국제품을 단순 공급하는 대리점 역할 밖에는 못하고 있는 실정이다. 설흑 자체개발할 의도나 계획이 있다 하더라도 전문 기술력이나 또 기존의 외국 S/W에 대한 국내 USER들의 신뢰성 등 문제 때문에 선뜻 실천에 옮기지 못하고 있다. 앞으로 CAD/CAM/CAE S/W는 기업의 자체 제품기술개발(R&D) 에 필수적이기 때문에 기존의 외국 S/W를 잘 사용하는 것도 중요하지만은 우리자체의 S/W개발 및 상품화가 요구된다 하겠다. 이와 같은 기계설계분야의 S/W기술개발은 거대한 자본이나, 토지, 인적조직이 필요한 것이 아니고 그 전문기술력이 중요하기때문에 전문기업형 기술로의 개발이 적당하다고 본다. 그러나 우리나라의 기업들 특히 외국의 기계설계분야 S/W들을 수입판매하고 있는 중소기업들은 그 전문성이나 기술개발 능력 측면에서 의욕에 비해 낙후해있다고 볼 수 있다. 따라서 이와 같은 기업들에게 기술개발을 위한 기술개발동향 등 전문적인 기술정보 및 guideline을 제시하고, 국가적인 지원방안 수립에 기초자료를 제공하는 기본연구가 필요하다. 그래서, 본 연구에서는 MCAE S/W 기술을 중심으로 기계설계분야 S/W 기술동향을 조사하고, 기계 설계분야 S/W 기술 국내 관련 전문기업 지원을 위한 기술대책방안을 제시하는 것을 연구목표로 하였다.2. 주요연구내용 및 범위기계설계 분야 S/W 기술동향 및 국내 전문기업 육성방안을 논하기 위하여 기계설계 S/W 기술개요에 대하여 분석하였으며 이 분석을 통하여 기존의 기계설계 SηN기술개념 정리 및 향후 기술개발 방향 등을 전망하였으며, 특히 MCAE S/W 기술에 대하여는 전문기술 분야에 따른 MCAE S/W 기술 개요를 논하였다, 아울러 최근의 현안문제인 동시설계 (CE : Concurrent Engineering 또는 동시공학)의 개념에 대하여 분석하여 보았다.제 3 장에서는 기계설계분야 S/W기술의 기술동향을 조사 분석하였다. 이 조사를 통하여 국내외 판매현황 및 시장규모를 알아보고 이를 근거로 기술수요를 예측함으로써 기계설계 S/W기술의 심층적인 현황을 분석하였다. 특히, 국내외 기술개발현황을 개발되어 상품화된 S/W제품들을 중심으로 심층적으로 조사 분석하였으며, 아울러 기계 설계 S/W 제품의 현장적용 사례 조사를 통하여 기계설계 S/W의 응용기술 현황도 조사 하였다.제 4 장에서는 기계설계 S/W기술의 국내개발 필요성 및 문제점들을 도출해 보고 국내 전문기업 육성 방안을 제시하였다. 아울러 국내기업에서의 기술개발 대책으로서 기본모델을 제시하였다.

공동주택 건축기계설비의 설계하자 개선방안에 관한 연구

천창현,양정훈,권혁민 대한건축학회지회연합회 2015 대한건축학회연합논문집 Vol.17 No.1

공동주택 건축기계설비 하자는 시공상 발생되는 하자와 설계시에 발생되는 하자로 분류되며 보통 10~15% 정도가 설계하자로 분류된다. 시공상 발생되는 하자는 일반적인 방법으로 수정에 의해서 비교적 간단히 해 결될 수 있는 하자가 대부분으로 판단된다. 그러나 설계하자의 경우 발생빈도는 낮지만 하자가 발생되면 시 스템적으로 큰 문제로 연관되므로 건축물에 미치는 영향과 재시공상의 경제적 손실이 크므로 하자발생을 미 연에 방지하고자 설계단계부터 하자 발생 원인을 분석하여, 건축설비 하자에 대한 근본적인 개선방안을 모 색하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 따라서 본 연구에서는 근본적인 설계하자 예방을 위해서 기존 문헌 고찰을 통해서 설계하자를 분석하였고, 실사례조사에서 공동주택 건축기계설비하자에서 설계하자를 분류하 여 가장 발생빈도가 많은 11개 항목으로 설계자를 대상으로 하자에 대한 인식, 하자발생원인, 하자예방 개선 방안 등 설문을 실시하였다. 하자발생의 주원인으로 납품시간 부족이 75명 중 39명(52%), 전문지식부족 및 경험부족이 15명(20%) 등이었고, 하자 개선방안으로는 충분한 설계시간 확보가 75명 중 40명(53%), 타 공정 과 긴밀한 협의가 15명(20%) 등이었다. 공동주택 건축기계설비 설계하자 개선방안을 분석한 결과 공동주택 건축기계 설계업의 구조적, 환경적으로 문제점들이 내재되어 있는 것으로 파악되었다. 문제점으로는 설계자들의 하자에 대한 인식의 문제, 영세한 설계업계의 구조적 문제, 기계설비 전문교육기관 부재의 환경적 문제점으로 함축되었다. 위의 문제점들을 개선하는 것이 설계하자를 줄 일수 있는 근본적인 방법으로 제도적 개선방안을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 정확한 설계 매뉴얼 및 지침서의 정립 둘째, 분리발주를 의무화하여 적절한 설계비 투입 셋째, 전문교육을 받을 수 있는 교육의 장이 마련 Defects of the mechanical system in multi-family residential building can be classified into two categories: construction defect and design defect which accounts for 10-15percent. The construction defect can easily be resolved by simple or moderate repair work. However, even though the risk of incidence is low, the design defect, in general, result in the systematic problems, which influences the building and causes the economic losses of re-construction. Analyzing the causes of defects from design phase, this study aimed to find out the measures for fundamental improvement of the mechanical system defect of building and to prevent the occurrence of defects. The design defect was first analyzed through literature review and classified by case studies. Using a questionnaire with 11 items of high frequency incidences, the survey was administered to mechanical system designers asking their opinions on recognition, causes and improvement of defects and so on..The main reasons of defect occurrence were lack of time(52%, 39 of 75 responses) and specialized knowledge and experience(20%, 15 of 75). The measures for improvement that the respondents answered were having enough time(53%, 40 of 75) and close collaboration in all divisions throughout the entire construction processes(20%, 15 of 75). Results of the present study revealed that there were inherent problems with business environment and structure of building mechanical system design. This study suggests the institutional measures for improvement in order to reduce the design defect may include the establishment of accurate design manual and guideline, investment in proper design with mandatory separate orders and development of specialized training program and education venue.

특성화 고등학교 ‘기계일반’ 과목의 내용 영역 요소 ‘기계 설계 및 제작 과정’ STEM 기반 수업 설계

이상봉,권진호 한국기술교육학회 2022 한국기술교육학회지 Vol.22 No.3

The study restructured and applied Tyler's 4 steps to the design of STEM-based instruction in the "Mechanical Design and Fabrication Process," a content-area element, and the detailed procedures for each step were developed as follows: First, at the stage of setting educational goals, the goals of the 'Mechanical Design and Fabricating Process' STEM-based instruction that meets the achievement criteria of the 2015 machine specialized curriculum are stated. Second, in the selection stage of the learning experience, the learning experience is selected by setting the criteria for selecting the learning experience of the 'machine design and production process' STEM-based instruction. Third, at the organizational stage of the learning experience, the theme organization, web diagram creation, strategy, and method selection of the 'Mechanical Design and Fabricating Process' STEM-based instruction were made. Fourth, in the evaluation stage of learning outcomes, a general assessment technique and instrument were selected to assessment the overall process of students achieving instructional objectives in STEM-based instruction. All stages are reviewed, modified, and supplemented through experts. As a result of the study, STEM-based Instruction consist of 7 hours of STEM-based instructional for understanding 'Mechanical Design and Fabricating Process' and 4 hours of STEM-based instructional for understanding 'machine factory organization and process' to achieve the achievement criteria of the machine-specialized curriculum. 이 연구의 목적은 특성화 고등학교‘기계일반’과목의 내용 영역 요소‘기계설계 및 제작 과정’의 STEM 기반 수업을 설계하는 데 있다. 이 연구는 내용 영역 요소인‘기계 설계 및 제작 과정’의 STEM 기반 수업을설계하는데 타일러의 수업 설계 4단계를 재구성하여 적용하였으며, 각 단계별세부절차는 다음과 같이 개발하였다. 첫째, 교육 목표의 설정 단계에서는 2015 기계 전문 교과 교육과정의 성취기준에 부합한 ‘기계 설계 및 제작 과정’ STEM 기반 수업의 목표를 진술하였다. 둘째, 학습경험의 선정 단계에서는‘기계 설계 및 제작 과정’STEM 기반 수업의 학습경험 선정 기준을 설정하여 학습경험을 선정하였다. 셋째, 학습 경험의 조직 단계에서는 ‘기계 설계 및 제작 과정’STEM 기반 수업의 주제 조직, Web diagram 작성, 전략 및 방법 선정이 이루어졌다. 넷째, 학습 성과의 평가 단계에서는 STEM 기반의 수업에서 학생들이 수업목표를 달성하는 전반적인 과정을 총평하는 총평기법을 선정하였다. 모든 단계는 전문가를 통해 검토하며 수정·보완이 이루어졌다. 연구 결과 ‘기계 설계 및 제작 과정’의 성취기준을 달성하기 위한 STEM 기반 수업은 ‘기계 설계와 제작 과정의 이해’를 위한 STEM 기반 수업 7차시, ‘기계 공장의 조직과 공정의 이해’를 위한 STEM 기반 수업 4차시의 총 11차시의 수업으로 이루어진다.

공작기계 설계자동차 적용방안 연구

여진욱,편영식 한국공작기계학회 1999 한국공작기계학회 추계학술대회논문집 Vol.1999 No.-

The purpose of the present. paper are not to develope machine tools of new concepts and advanced mechanisms but to introduce and apply new methods and concepts in the design procedure by using and changing the previously existing technologies. In this paper 3D modeller was proposed for designing machine tools and the design automation software(DesignMecha 2000) was used. 3D modeller enabled more fast design and the better manufacturability checking than 2D one so that design error was dramatically reduced. As designer may easily understand the real shape of a part and assembly object, it's easy to draw the drawings not only in a conceptual design but also in a detailed design. Also, design automation software enabled designer to consider the real important design parameters by reducing time to spend in estimating and calculating the strength of the model by the computer aided automatic calculation instead of a tedious and complex: calculation by manual method and help him to easily make the decision for selecting the stocks and design the structure of part or unit of machine tools.

기계요소설계 강의에서 사용하는 기자재에 대한 분석

이강수 대한기계학회 2023 대한기계학회 논문집 C. 기술과 교육 Vol.11 No.1

In this paper, the teaching tools used in the mechanical element design course were analyzed. In this study, multimedia materials, plastic mockups, cross-section cut mockups, and a commercial mechanical element design program were used. These teaching tools were analyzed in the viewpoints of ease in preparing materials, ease of use in the classroom, convenience in explaining mechanical elements, convenience of carrying them to the classroom, realism, safety in using them, cost, and student satisfaction. The most widely used multimedia material was evaluated as good in many aspects, the plastic mockups were evaluated as good in terms of convenience for explaining mechanical elements, and the cross-section cut mockups were evaluated as good in terms of giving a sense of reality. And although the commercial mechanical element design program was difficult for students to use, they were satisfied with it because they were able to verify their own design calculations by using it. 이 논문에서는 기계요소설계 강의에서 사용한 교육 기자재에 대한 분석을 하였다. 기자재로는 멀티미디어 자료와 플라스틱 모형, 단면 절개 모형, 상용 기계요소설계 프로그램을 사용하였으며, 이러한 기자재들에 대해 기자재의 준비 용이성과 강의실에서의 사용 수월성, 기계요소를 설명하기 위한 편의성, 강의실로의 이동 편의성, 현실감, 사용 안전성, 비용, 학생들의 만족도 등의 관점에서 분석하였다. 가장 널리 사용하는 멀티미디어 자료는 많은 측면에서 다른 기자재들보다 우수하다고 분석되었으며, 플라 스틱 모형은 기계요소를 설명하기 위한 편의성 측면에서, 단면 절개 모형은 현실감을 주는 측면에서 우수하다고 분석되었다. 그리고 상용 기계요소설계 프로그램은 학생들이 사용하기 불편하였으나, 자신의 설계 결과를 검증할 수 있어 학생들이 만족하였다.

농업생산기반설계기준인 양배수장 설계기준 개정 연구

이백 ( Baeg Lee ),차상선 ( Sangsun Cha ),구재혁 ( Jaehyuk Koo ),박찬기 ( Changi Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

농업생산기반설계기준 양배수장 설계기준은 1984년 제정 후 2005년 1차 개정되었으며, 2018년 국가설계기준 양배수장 (KDS 6 7 30 0 0)으로 표준화되었다. 2018년 표준화된 양배장 설계기준은 일반사항, 조사, 펌프설계, 구조설계, 부대설비설계, 운전관리설비설계 및 유지관리의 코드 체계를 가지고 있다. 그러나 타 국가설계기준과의 상충성이 있고, 다수의 설계기준 항목에 대한 누락 및 단위계, 법규, 기호 및 용어 등의 표준화가 되지 못하여 개정이 필요한 상황이다. 특히 기계·설비 및 전기분야 기준은 현재 적용되고 있는 시설의 규격 및 성능을 반영하지 못하는 변수가 발생하여 설계 시 문제점으로 대두되고 있다. 또한 설계기준에서 계획 코드가 누락되어 양배수장 계획 시 준용할 수 있는 설계기준이 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 양배수장 설계기준의 현실화를 위하여 설계기준 개정 연구를 실시하였다. 양배수장 설계기준을 다른 국가 설계기준과 비교하여 중복성 및 상충성 문제를 해결하고, 관련된 참고기준과 관련 법규 등을 제시하였다. 이 과정에서 설계기준 개정 시 누락 항목에 대한 보완 및 SI 단위계로의 통합 등을 실시하였다. 특히 양배수장 설계 시 실무자들의 편이성을 고려하여 기계 및 전기시설 관련 항목과 기준을 현실화시켰으며, 양배수장 계획 코드를 신설하였다. 또한, 현장에서의 의견을 반영하기 위해 관련 분야의 설계자들을 대상으로 수요조사를 실시하여 개정이 필요한 항목을 검토 및 설계기준에 반영하였다. 양배수장 설계기준은 현재 7개의 세부코드체계를 가지고 있으나 이번 개정으로 계획코드가 추가되어 총 8개 코드체계로 구성하였다. 또한 설계시 적요알 수 있는 최소한의 제한 규정만 제시하였으며, 기계 및 전기분야의 설계기준은 현장에서 애로사항을 해결하는 방향으로 수정하였다. 따라서 양배수장 설계기준이 최종적으로 개정되면 농업생산기반설계기준 양배수장의 설계의 현실화가 이루어질 것으로 보인다.

기계설비 국내외 내진설계기준 분석

허석민(Suk Min Her),박종준(Jong Jun Park),홍화영(Hwa Young Hong) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

국내외 내진설계 기준을 비교해보면, 한국과 미국의 내진설계 기준은 유사하며, 일본에서는 일본에 특화한 내진설계를 적용하고 있다고 볼 수 있겠다. 기계 장비는 내진 시 주로 내진앵커, 스토퍼 또는 지진완충기, 내진성능이 있는 방진기를 적용하여 전도 및 이탈 방지의 내진설계를 적용하고 있다. 이 내진 고정장치는 ASHRAE 핸드북에서는 인증을 요구하고 있으나 국내에는 장비 자체의 내진성능 인증서나 기초의 구조 안전성 검증 등의 기준이 없기에 장비 자체의 내진 성능의 여부에 상관없이 장비 외면의 이탈 및 전도 방지를 하고 있다. 따라서 국내 실정에 맞게 고정장치의 성능을 검증하는 상세 지침과 인증에 대한 요구가 있어야 하겠다.

기계설비 국내외 내진설계기준 분석

허석민(Suk Min Her),박종준(Jong Jun Park),홍화영(Hwa Young Hong) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

장기간 크리프 영역에서 가동되는 압력용기의 ASME B & PV Code Section VIII을 따른 설계의 비보수성 이슈

이형연(Hyeong-Yeon Lee),정지영(Ji-Young Jeong) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集A Vol.43 No.7

본 연구에서는 고온 압력용기의 설계에서 크리프 영향을 명시적으로 고려하지 못하는 ASME Section VIII Division 2(‘ASME VIII(2)’)에 대해 장기간 고온 가동에 따른 압력용기의 설계 비보수성 리스크를 정량적으로 분석하기 위해 민감도 해석을 수행했다. 크리프 영향을 명시적으로 고려하는 원자력등급의 고온설계코드인 ASME Section III Division 5와 RCC-MRx을 따른 설계 평가결과를 ASME VIII(2)를 따른 결과와 비교 분석하였다. 해석 대상은 대형 소듐 시험시설인 STELLA-2 내 중간열교환기(IHX)이며, 3개 코드를 사용하여 일련의 고온 유지시간에 따른 민감도 해석을 통해 비교 분석한 결과 ASME와 RCC-MRx에서는 특정 유지시간을 초과하면 설계 한계치가 초과하는 것으로 나타난 반면 ASME VIII(2)의 경우 유지시간에 무관하게 항상 설계요건을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 ASME VIII(2)는 크리프 영역의 고온에서 장기간 가동될 경우 비보수적 결과를 생산할 수 있는 것으로 나타났다. In this study, sensitivity analyses were conducted to investigate risks quantitatively associated with hightemperature pressure vessel design subjected to long-time service at high temperatures, as ASME Section VIII Division 2 (‘ASME VIII(2)’) does not explicitly consider creep effects for high-temperature pressure vessel design. Comparative studies were conducted of design evaluation results from ASME Section III Division 5 and RCC-MRx that explicitly consider hold time with the results from ASME VIII(2). The analytical target was a heat exchanger of IHX in a sodium test facility. STELLA-2 and design evaluations for the sensitivity analyses based on the aforementioned three design codes were conducted. Analytical results showed that the design limits of ASME and RCC-MRx were exceeded if the hold time exceeded certain limits, whereas the results for ASME VIII(2) were always satisfied regardless of the hold time. Therefore, this study showed that ASME VIII(2) might provide non-conservative results for long-time service at high temperatures in the creep range.