• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.545-550
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• 2023

차량 충돌 시 벨트를 잡아당겨 탑승자의 상해 가능성을 최소화하기 위한 안전장치인 프리텐셔너는 화약 폭발 방식으로 구동되므로 화재나 파편이 튀는 2차 사고의 위험이 있으며 사고 발생 후 프리텐셔너 내부의 가스 발생기 뿐만 아니라 매니폴더를 포함한 연결 부품 모두를 교체해야 하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 안전하고 반영구적으로 사용이 가능한 탄성력 기반 프리텐셔너를 제안한다. 기존 프리텐셔너의 작동 원리를 열역학적/동역학적 관점으로 분석한 후 프리텐셔너 전개를 위해 필요한 가스 폭발에너지를 탄성에너지로 변환하였다. 또한 비감쇠 진동해석을 통해 프리텐셔너 작동시간을 확인하였으며 폭발 압력과 전개 시간 조건을 모두 만족하는 스프링 강성을 선정하였다. 스프링 부착 위치에 따른 차량 내부 설치 규격을 고려하여 코일 스프링 형상 및 고정부를 설계하였으며 제작을 통해 탄성력 기반 프리텐셔너의 성능 검증을 수행하였다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제14권4호
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• pp.45-50
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• 2017

The gas spring is a hydropneumatic adjusting element, consisting of a pressure tube, a piston rod, a piston and a connection fitting. The gas spring is filled with compressed nitrogen within the cylinder. The filling pressure acts on both sides of the piston and because of area difference it produces an extension force. Therefore, a gas spring is similar in function compare to mechanical coil spring. Conversely, optimization is a process of finding the best set of parameters to reach a goal while not violating certain constraints. The AMESim software provides NLPQL (Nonlinear Programming by Quadratic Lagrangian) and GA (genetic algorithm) for optimization. The NLPQL method builds a quadratic approximation to the Lagrange function and linear approximations to all output constraints at each iteration, starting with the identity matrix for the Hessian of the Lagrangian, and gradually updating it using the BFGS method. On each iteration, a quadratic programming problem is solved to find an improved design until the final convergence to the optimum design. In this study, we conducted optimization design of the gas spring reaction force with NLPQL.

• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.1-8
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• 2009

본 연구는 웻지 시스템을 이용하여 3축 방향의 진동 및 충격을 완화시킬 수 있는 감쇠기에 관한 것이다. 기존의 수직방향 진동/충격에 대해서만 흡진하는 디스크 스프링 완충기를 개선하여 웻지를 추가함으로써 종 방향은 물론 횡 방향을 모두 포함한 3축에 대해 흡진이 가능한 댐퍼를 제안하였다. 수학적 모델을 수립하여, 댐퍼내의 중요한 요소로 작동하는 디스크 스프링과 웻지의 특성을 고찰하였으며, 실험을 통해 댐퍼의 거동을 고찰하였다. 수치 해석 결과와 실험 결과가 잘 일치함을 알 수 있었고, 소산된 에너지양을 구한 후, 수직 수평방향에 대한 등가 점성 감쇠를 구하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.275-280
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• 2016

본 연구에서는 코일스프링의 동적 거동 분석을 위해 스프링 릴리즈 시험기를 설계하고 시험을 실시하였다. 시뮬레이션을 위해 집중 매개변수 스프링모델을 개발하였다. 실험계획법을 이용하여 코일스프링의 설계변수들을 최적화하였다. 2수준의 요인배치법을 사용하여 설계변수들의 민감도와 교호작용을 분석하였다. 민감도와 교호작용 분석결과를 통해 설계변수의 수준을 재배열하였다. 혼합수준 요인배치법을 이용하여 설계변수를 최적화 하였다. 최적설계 결과에 따르면, 스프링 조작기의 성능이 2.90 % 개선되었다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제12권4호
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• pp.15-20
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• 2015

Unlike a typical metal spring, a gas spring uses compressed gas contained in a cylinder and compressed by a piston to exert a force. A common application includes automobiles where gas spring are incorporated into the design of open struts that support the weight of tail gate. They are also used in furniture such as office chairs, and in medical and aerospace applications. The gas spring works by the application of pressurized gas (nitrogen) contained in a cylinder. The internal pressure of the gas spring greatly exceeds atmospheric pressure. This differential in pressure exists at any rod position and generates an outward force on the rod, making the gas spring extend. In this paper, we investigated the dynamic characteristics of a gas spring on an automotive tail gate system.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제65차 동계학술대회논문집 30권1호
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• pp.293-294
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• 2022

본 프로젝트에서는 화재 발생 시 발견하기 어려운 곳이나 화재가 빈번한 곳에 구축하는 것을 목적으로 하고 있다. 가스와 불꽃을 감지하는 센서로 화재를 감지하고, 디스플레이와 LED 그리고 소리를 통해 화재발생을 알려준다. 그 후, 스프링클러가 작동하여 초기화재에 대응에 도움을 주고 119에 자동으로 신고가 된다. 일정 수치의 센서에 대한 감지 값을 인식하고 인식한 감지 값에 반응하여 화재 대처를 가능하게 구현하는 시스템을 제안한다. 감지센서를 통한 화재장소에서의 불꽃과 가스를 감지하게 되어 스프링클러가 1차적으로 화재의 번짐을 지연해 주고 은근 소방서에 자동적으로 신고를 하게 되는 자동화 프로그램 이행을 목표로 하고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.413-430
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• 2011

최근 들어, 폭발하중에 대해여 안전한 사회기반시설에 대한 관심이 증가하고 있다. 폭발하중은 가스폭발이나 폭탄 폭발에 의하여 발생된다. 본 연구에서는 가스폭발하중을 받는 터널구조물을 각 부재로 나누어 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델로 치환하여 해석하는 모델을 개발하였다. 간이 모델을 사용하여 터널설계 요인인 최대 폭발하중크기, 지속시간, 부재 두께, 토피고에 대하여 민감도 해석을 수행하였다. 또한, 유한요소법을 사용하여 가스폭발에 대한 터널의 동적거동과 주변지반에 발생되는 파괴영역에 대하여 조사하였다. 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델과 FEM 해석결과의 비교로부터 터널의 중앙벽에 대한 동적거동결과는 거의 차이가 없음을 보여주었다.

• 한국가스학회지
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• 제4권1호
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• pp.63-68
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• 2000

가정용 가스보일러의 안전장치인 새로운 과압방지밸브를 개발하였다. 본 과압방지밸브는 방출용량을 고려하여 입출구의 구경과 시트구경을 확대하였고, 스프링과 난방수가 닿지 않는 밀봉구조로 설계하여 기존 과압방지밸브의 문제점인 입구유로의 고착, 막힘이나 스프링의 부식현상을 최소화하였다. 개발된 과압방지밸브는 시험결과 분출개시압력, 분출정지압력, 밀폐성, 내구성의 성능특성이 우수하였고, 보일러 설치후의 작동성도 우수한 것으로 평가되었다. 본 연구결과를 통한 과압방지밸브의 표준화와 적용은 부품호환뿐만 아니라 유지보수가 용이하다는 장점을 제공할 수 있을 것이다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제12권4호
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• pp.35-40
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• 2015

A gas spring provides support force for lifting, positioning, lowering, and counterbalancing weights. It offers a wide range of reaction force with a flat force characteristic, simple mounting, compact size, speed controlled damping, and cushioned end motion. The most common usage is as a support on a horizontally hinged automotive tail gate. However, its versatility and ease of use has been applied in many other industrial applications ranging from office equipment to off-road vehicles. The cylinder of a gas spring is filled with compressed nitrogen gas, which is applied with equal pressure on both sides of the piston. The surface area of the rod side of the piston is smaller than the opposite side, producing a pushing force. The magnitude of the reaction force is determined by the cross-sectional area of the piston rod and the internal pressure inside the cylinder. The reaction force is influenced by many design parameters such as initial chamber volume, diameter ratio, etc. In this paper, we investigated the reaction force characteristics and carried out parameter sensitivity analysis for the design parameters of a gas spring.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.87-97
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• 2013

Recently the use of gas spring in the combat and commercial vehicle's suspension is increasing. Because of its nonlinear characteristics, the gas spring can support wide range of dynamic loads and gives good ride quality. In design of gas spring, isothermal and adiabatic processes are applied generally, but those processes could not produce heat transfer effect in the simulation. So in this study, heat transfer differential equation and BWR/Ideal state equation are used to calculate the pressure of gas spring which is changing with time. The numerical analysis showed that the pressure of gas spring forms a hysteresis loop in the both of the state equations. But the peak pressure value of BWR equation over 0.1Hz frequency are higher than that of adiabatic process. And the test results showed that the differences between test results and ideal gas equation are smaller than those of BWR equation, so the ideal equation is more accurate than BWR equation in this case.