한양대학교 기계공학부 캡스톤 PBL 기말 보고서 및 발표 자료

소개글

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목차

1. 서론

2. 본론
2 - 1. 파손분석의 필요성
2 – 2. 풍력 발전기 파손분석 사례조사
2 – 3. 새로운 설계안 제시 및 구조 해석 시뮬레이션

3. 결론
3 – 1. 공학적 설계 관점의 새로운 설계안 평가
3 – 2. 비즈니스적 관점의 새로운 설계안 평가

4. 참고자료 및 부록

본문내용

1. 서론
풍력발전기는 현대 사회에서 중요한 역할을 수행하고 있다. 최근 우리나라 정부는 ‘탄소 의존 경제에서 저탄소 경제로 전환’을 골자로 하는 한국판 뉴딜 종합계획을 발표하면서 신재생에너지 산업 생태계 육성을 위해 11조3000억원을 투입해 2025년까지 42.7GW 풍력·태양광 발전 설비를 구축한다는 목표를 세웠다. 작년 한 해 동안 전 세계적으로 60GW 풍력터빈이 설치된 것이 확인되었으며, 시장 환산 가치는 연 74조4000억원에 이르는 것으로 분석된다. 풍력발전기에 대한 수요가 증가하고 시장이 커짐에 따라 풍력 발전기 시장은 신뢰성 있는 풍력발전기 설계가 필요하다. 풍력 발전기의 파손분석을 위해서는 풍력 발전기가 설치 되어있는 장소의 환경뿐만 아니라 어떠한 하중이 어떻게 작용되고 있는지 설계 구조까지 고려해야 하기 때문에 수많은 파손모드들을 염두에 두고 파손분석을 진행해야 한다. 따라서 이번 보고서를 통해 풍력 발전기의 파손분석 사례를 읽고, 아래의 파손분석 및 신뢰성 설계 절차를 중심으로 파손분석들이 어떠한 과정으로 진행되었는지를 알아볼 것이다. 그리고 응력 해석 Tool인 Inventor를 활용하여 새로운 설계안에 대한 평가 및 설계안에 따른 비용 비교를 통해 비즈니스적 관점의 고찰도 진행할 것이다.

2. 본론
2-1. 파손 분석의 필요성
파손이란 재료의 내부구조나 분자 간 결합이 파괴되어 재료가 기계적인 응력에 대해 심각한 손상을 입는 현상을 말한다. 재료는 외부로부터 가해지는 응력에 대해 항복점까지는 변형이 일어나지만, 일정 응력 이상에서는 파괴가 발생하게 된다. 이러한 경우 제품 및 구조물은 더 이상 제 기능이 불가한 상태가 된다. 파손분석은 안전성 평가, 설계 개선, 고장 원인 분석, 수명 예측 및 품질 관리와 같은 다양한 측면에서 필요로 하며, 파손분석 과정을 통해서 성능과 생산성, 더 나아가 안전성과 내구성까지 갖춘 신뢰성 높은 ‘이상적인 설계안’을 제시할 수 있다. 이를 통해 제품에 대한 고장 원인을 분석하고 그에 대한 근본 원인을 이해함은 물론, 그와 관련된 또 다른 고장을 방지할 수 있다.

참고 자료

김태원, “파손분석 및 설계”, 기계공학부 캡스톤 PBL 강의 자료 부록 A, Pages 2-15
정태영, 문석준, 임채환, “풍력발전기의 에너지 비용 산출에 대한 고찰”, New & Renewable Energy, Vol.8, No.4, pp.3~12
Jui-Sheng Chou, Wan-Ting Tu, “Failure analysis and risk management of a collapsed large wind turbine tower”, Engineering Failure Analysis, Vol.18, Issue 1, pp.295~313.
김태원, “파손분석 및 설계”, 기계공학부 캡스톤 PBL 강의 자료

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