• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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• pp.25-30
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• 1992

최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.320-328
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• 2017

철도차량에 폭 넓게 적용되고 있는 축상고무스프링의 노화에 따른 탈선안전도 영향을 분석하고자 노화 축상고무스프링 시료를 대상으로 특성시험을 수행하였다. 그리고 축상고무스프링 노화가 탈선 안전에 미치는 영향을 분석하기 위하여 주행 동특성 해석을 수행하였다. 사용연수 17년이 지난 롤고무 축상스프링 시료를 대상으로 한 상하방향 특성시험결과, 고무 노화로 인하여 변위 복원기능이 저하되었고 스프링강성이 현저히 증가하였다. 그리고 EN14363규격 적용 twist궤도 주행 시를 모사한 주행동특성 해석결과, 정상 차량모델(Case1)에 비하여 노화 축상스프링 특성을 적용한 차량모델(Case2)의 탈선계수와 윤중감소가 증가하여 탈선안전도는 저하하였다. 특히 급격한 선형 변동이 발생하는 천이구간 주행 시 윤중감소로 인한 탈선안전도는 취약하게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.84-90
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• 2018

철도차량의 거동을 해석하기 위하여 다물체 동역학 모델을 구성함에 있어 현가시스템을 구성하는 스프링, 댐퍼와 같은 현가요소에 대한 스프링강성이나 감쇠계수와 같은 물성치 파악은 매우 중요하다. 그 중 1차, 2차 현가시스템에 주로 활용되고 있는 코일스프링에 대한 동역학 모델을 구성함에 있어 축방향 강성은 도면이나 설계자료에 명확하게 명시되어 있지만 횡방향에 대한 물성은 명시되어 있지 않아 동역학 해석 모델 구성에 어려움을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 철도차량의 현가시스템에 폭 넓게 적용되고 있는 코일스프링에 대한 횡강성을 해석하기 위한 모델에 대하여 검토하고자 한다. 코일스프링 시료에 대한 횡강성을 해석하고자 유한요소해석 방법을 수행하였고 Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 그리고 코일스프링 시료를 대상으로 횡강성 특성시험을 수행하여 해석모델과의 적합성을 검토하였다. 시험결과와 비교한 결과, Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하고 보정계수를 수정한 결과가 시험결과에 근사한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.61-69
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• 2011

이 논문에서는 근래에 널리 사용되는 면진 장치인 폴리우레탄 스프링 복원형 디스크 받침의 동적거동에 영향을 미치는 구성재료의 인자에 대한 분석을 수행한 후, 그 결과를 이용하여 받침의 거동을 예측하여 거동 시험결과와 비교하였다. 여기서 동적거동에 영향을 미치는 인자로는 속도와 접촉압력에 따라 변하는 불소수지판(PTFE, PolyTetraFluoroEthylene, 폴리테트라플루오로에틸렌)의 마찰계수와 변형률에 따라 변화하는 폴리우레탄 스프링의 탄성계수가 고려되었다. 불소수지판은 W-PTFE virgin 제품을 사용하였고, 폴리우레탄 스프링은 직접 제작한 것을 사용하였다. 접촉압력, 속도에 따른 마찰계수 변화와 변형률에 따라 변하는 폴리우레탄 스프링의 탄성계수를 모사하는 식은 각각의 시험결과로부터 역추정 하여 사용하였다. 동특성 영향인자를 고려한 거동의 예측 결과는 동특성이 고려되지 않고 정적 인자만을 고려한 예측 결과보다 시험결과와 더 적절한 일치성을 보여주었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 26 Nov. 1993
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• pp.99-105
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• 1993

본 연구에서는 세탁통 및 감속장치가 스너버(Snubber)와 지지 스프링에 의 해서 지지되는 하부지지형 세탁기를 모델로 선택하였으며, 시스템의 동특성 해석을 위하여 세탁기를 회전체를 갖는 강체 현가 시스템으로 모델링하고 운동방정식을 구하여 수치 해법을 적용하여 진동 특성을 계산하였다. 세탁기 의 진동 형태를 예측하기 위해서 밑판의 마찰 계수, 스터버의 곡률 반경, 지지 스프링 계수 및 위치 등을 진동량에 영향을 미치는 설계 변수로 선정하여 결과를 구하였으며, 이 자료들을 설계 변경시에 이용할 수 있게 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1129-1136
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• 2010

체결클러치에 부착된 댐퍼스프링은 유체커플링에서 직결로 변환될 때 발생하는 엔진 토크의 진동을 흡수하는 역할을 한다. 본 연구에서는 체결클러치의 성능을 좌우하는 압축스프링 및 지지 판 구조물의 최적설계를 통해서 새로운 설계형상을 제안하였다. 체결클러치와 연결된 엔진, 변속기, 구동축 및 휠, 차체질량 등 주요 부품들을 다 포함하는 다물체 동역학모델을 구성하여 공진 회피에 필요한 스프링상수를 계산하였다. 또한 어닐링 모사법에 의한 스프링 최적설계코드를 개발한 후 스프링상수, 최대충격토크, 수축각도, 스프링개수, 피로강도 등을 입력하여 압축 스프링의 사양을 최적화하였다. 이들 스프링을 지지하는 3 가지의 판에 대해서 컴플라이언스를 최소화하고 체적비를 0.3 이하로 하는 위상최적화를 수행하여 새로운 형상을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.723-728
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• 2011

진공회로차단기의 성능이 스프링조작기에 많이 좌우되기 때문에, 스프링조작기의 해석이 요구된다. 본 연구에서는 스프링의 특성시험을 먼저 수행한 후, 시험결과를 RecurDyn 프로그램을 이용한 컴퓨터시뮬레이션 스프링모델링에 이용하였다. 개발된 진공회로차단기의 다물체동역학 모델을 이용하여 차단기의 스템변위와 샤프트 회전각에 대한 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션 결과를 시험과 비교 검증하였다. 검증된 다물체동역학 모델을 사용하여 차단속도를 증가시키기 위한 캠의 최적윤곽을 얻었다.

• 소음진동
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• 제8권6호
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• pp.1015-1022
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• 1998

This paper addresses the results of an experimental and analytical research of a helical coil spring subjected to dynamic behavior using space curve vector after considering elongation rate. Vibrations in helical coil spring can be divided into 3 modes such as vibrations of coil spring center axis' vertical direction. axis' horizontal direction, direction about center axis. However. these 3 modes are dependent one another and are characterized as coupled. The dependency was proved through both theoretically and experimentally analyzing the results of dynamic characteristics of coil spring center axis' vertical direction vibration by transfer matrix method using the governing equation of static equilibrium. Also this paper shows that pitch angle and active coils in coil spring affect the dynamic spring characteristics of the above 3 modes and are especially sensitive to the mode for vibration of axis' horizontal direction which most affects especially on dynamo stability of helical coil spring.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권10호
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• pp.147-153
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• 2004

This paper presents an analytical modeling technique fer representing a hysteretic behavior of a multi-leaf spring used for a large truck. It divides a nonlinear hysteretic curve of the multi-leaf spring into four parts; loading part, unloading part and two transition parts. It provides conditions fur branching to a part of the curve corresponding to a current multi-leaf spring status. This paper also presents a computational modeling technique of the multi-leaf spring. It models the multi-leaf spring with three links and a shackle. It assumes those components as rigid bodies. The links are connected by rotational joints, and have rotational springs at the joints. The spring constants of the rotational springs are computed with a force from the analytical model of the hysteretic curve of the multi-leaf spring. Static and dynamic tests are performed to verify the reliability of the presented techniques. The tests are performed with various amplitudes and excitation frequencies. The hysteretic curves from the tests are compared with those from the simulations. Since th e presented techniques reproduce the hysteretic characteristic of the multi -leaf spring faithfully, they contribute on improving the reliability of the computational model of a large truck.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1996년도 제23회 춘계학술대회
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• pp.108-116
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• 1996

본 논문에서는 하중부와 방법을 추(dead weight)와 공압(pneumatic)을 이용한 방법에서 스프링을 이용한 방법을 추가하였으며, 압축형 스프링을 선택적으로 사용하여 마찰시험기 수직방향에서의 강성을 큰 변화 폭으로 변화시켰다. 또한 선행된 연구를 통하여 수직하중의 변동량에 크게 영향을 미치는 것으로 알려진 바 있는 디스크 시편의 misaligment 효과를 상사하고 극대화 하기 위하여 본 논문에서는 경사진 디스크 시편을 추가로 사용하였다. 상기조건으로 마찰시험기 시스템의 각 하중부과 방법과 수직강성 변화가 마찰특성에 미치는 영향을 실험적으로 측정 평가하였으며, 마찰시험기 동특성계 모델의 이론적 해석을 통하여 마찰특성 변화를 고찰하였다. 또한, 미끄럼 접촉 시의 수직력과 마찰력을 측정하고, 데이터의 통계적 처리방법에 따른 마찰계수의 변화 특성도 평가하였다.