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선박 환경 디지털 트윈 기반 안테나 체결부의 충격에 대한 구조건전성 분석
Structural Integrity Analysis of Antenna Mounting Points Under Impact Using a Digital Twin of a Ship’s Environment

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  • 발행기관
    디지털트윈융합협회 바로가기
  • 간행물
    디지털혁신융합연구 바로가기
  • 통권
    제1권 제1호 (2026.09)바로가기
  • 페이지
    pp.26-34
  • 저자
    손환민, 김성욱, 심태성, 허장욱
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A493344

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원문정보

초록

영어
In this study, we analyzed the impact response characteristics and structural integrity of a shipboard antenna mounting using digital twin-based finite element analysis (FEA). The target structure features an antenna protruding in a cantilever configuration, making the mounting joint susceptible to stress concentration under shock conditions. Naval equipment must ensure structural integrity against shock loads transmitted during underwater explosions and combat operations; it is crucial to verify this shock resistance in advance through modeling and simulation (M&S) prior to actual testing. To analyze this, a digital twin model was constructed based on the actual geometry, and a transient response analysis was performed by converting the shock response spectrum (SRS) specified in the German Navy’s shock resistance standard BV043 (mounting location III) into a time-history acceleration signal. For an improved design that upgraded the M2.5 pan-head screw fastening structure—which had suffered shear failure during previous environmental testing—to the M4 standard, the structural dynamic characteristics were analyzed via modal analysis, and structural safety under shock conditions was evaluated through a BV043-based transient response analysis. The analysis results showed that a maximum stress of 317.01 MPa occurred in the pan-head screw under the +Y-direction impact condition, while stresses of 108.62 MPa and 188.27 MPa were observed in the antenna base fastening area in the +X and +Z directions, respectively. A positive Margin of Safety (MOS) was secured for all impact directions, verifying the structural integrity of the fastening structure upgraded to M4. Furthermore, it was confirmed that digital twin-based analysis can effectively analyze the stress distribution and impact response characteristics of the fastening area.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 모델 및 해석 조건
2.1 모델 및 물성치
2.2 환경시험의 중요성 및 충격 해석 규격(BV043)
2.3 해석방법
3. 해석 결과
3.1 고유진동 해석
3.2 BV043 기반 과도응답(충격) 해석 및 안전성 평가
4. 결론
REFERENCES

키워드

선박용 안테나 체결부 디지털 트윈 시뮬레이션 구조건정성 M4 Marine Antenna Mounting Digital Twin Simulation Structural Integrity M4

저자

  • 손환민 [ Hwan-min, Son | 국립금오공과대학교 기계공학과(항공기계전자융합전공) ]
  • 김성욱 [ Seong-wook, Kim | 국립금오공과대학교 기계공학과(항공기계전자융합전공) ]
  • 심태성 [ Tae-seong, Shim | 국립금오공과대학교 기계공학과(항공기계전자융합전공) ]
  • 허장욱 [ Jang-wook, Heo | FD&P엔지니어링주식회사, 대표이사 ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    디지털트윈융합협회 [Digital Twin Convergence Association]
  • 설립연도
    2022
  • 분야
    복합학>학제간연구
  • 소개
    본 협회는 중앙 및 지방정부를 포함한 디지털트윈 정책, 경제 및 경영에 관련된 산업·시장에 관한 사업 및 개발을 위한 정책·전략 컨설팅, 기타 이와 관련된 분야의 연구 및 교류를 촉진하여 디지털트윈 산업·시장의 발전, 나아가 국가 및 사회의 발전에 이바지함을 그 목적으로 한다.

간행물

  • 간행물명
    디지털혁신융합연구 [Journal of Digital Innovation and Convergence]
  • 간기
    연3회
  • eISSN
    3140-5843
  • 수록기간
    2026~2026
  • 십진분류
    KDC 569 DDC 620

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