해상풍력발전기에 장착할 jacking system의 안전성 검증 보고서 작성(마케팅용)

1. 과제 개요

• 과제명: 유압실린더 구동형 Rack & Pinion Jacking System의 구조 안전성 평가 및 성능 실증
• 역할: 프로젝트 실행 총괄(Acting PI), 선급 인증 대응(Technical Liaison), 고정밀 FE 모델링 방법론 수립
• 핵심 목표: 해양 구조물 및 특수선에 탑재되는 잭킹 시스템의 유압 구동 메커니즘을 수치적으로 구현하고, 극한 하중 조건에서의 구조 건전성 확보

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2. 주요 수행 업무 및 성과

① 고정밀 유한요소 구현 방법론 구축 (Advanced FE Modeling)

시스템의 동적 특성과 유압 구동 메커니즘을 수치 모델에 반영하기 위해 독자적인 해석 프로세스를 수립했습니다.

• 가변 실린더 각도 모사: 실린더의 스트로크 및 설치 각도 변화에 따른 하중 벡터 변화를 비선형 기하학적 조건(Large Displacement)으로 구현.
• 작동 RPM 및 토크 하중 인가: 피니언 기어의 회전 속도(RPM)와 구동 토크를 시간 이력 하중(Time-history load)으로 변환하여 랙-피니언 치형 간의 접촉 응력 및 전단 하중 분석.
• 강성 행렬 최적화: 잭킹 유닛 프레임과 기어 치형 간의 상대 운동을 고려한 다체 동역학(MBD) 기반의 구조 해석 모델링 수행.

② 선급 인증 및 영문 기술 대응 (Classification Society Response)

교수님을 대리하여 해외 선급(ABS, DNV, LR 등)과의 기술적 쟁점을 해결하고 승인(AIP/Design Approval) 프로세스를 주도했습니다.

• 선급 코멘트 영문 대응 (Technical English Coordination): 선급 검사관의 해석 조건, 안전율(Safety Factor) 적용 근거, 메쉬 수렴성(Mesh Convergence)에 대한 질의에 대해 전문 영문 기술 답변서(Technical Clarification) 작성 및 화상 미팅 주재.
• 국제 규정 준수 검토: IMO 및 각 선급의 잭킹 시스템 특수 규정(Lifting/Holding/Storm conditions)에 따른 하중 조합(Load Case) 최적화.

③ 시스템 구조 해석 및 최적 설계 (Structural Analysis)

• 극한 상태 해석: 잭 하우스(Jack-house) 프레임의 응력 집중 구간 분석 및 보강재(Stiffener) 배치 최적화.
• 치형 접촉 응력 분석: 랙과 피니언의 맞물림 구간에서 발생하는 접촉 압력 분포를 분석하여 기어 마모 및 파손 방지를 위한 설계 가이드라인 제시.

④ 프로젝트 관리 및 성과물 완결 (PM & Reporting)

• 기술 보고서 작성: 국문/영문 최종 기술 보고서 총괄 집필 (해석 가이드라인, 경계 조건 설정 근거, 결과 분석 포함).
• 연구 프로세스 정립: 유압 시스템-기계 구조체-제어 로직이 결합된 복합 시스템의 표준 해석 절차(SOP)를 제작하여 연구실 내 기술 자산화.
• 인원 리딩: 하위 연구원들의 기하학적 모델링(Cleaning) 및 격자 생성 업무를 지도하고, 해석 결과의 물리적 타당성 검증(Technical Review).

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3. 핵심 역량 요약