• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.9-17
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• 2023

본 논문에서는 베어링의 결함 진단을 위한 단일 클래스 분류의 진동 이상 탐지 시스템을 제안한다. 베어링 고장으로 인해 발생하는 경제적 및 시간적 손실을 줄이기 위해 정확한 결함 진단시스템은 필수적이며 문제 해결을 위해 딥러닝 기반의 결함 진단 시스템들이 널리 연구되고 있다. 그러나 딥러닝 학습을 위한 실제 데이터 채집 환경에서 비정상 데이터 확보에 어려움이 있으며 이는 데이터 편향을 초래한다. 이에 정상 데이터만 활용하는 단일 클래스 분류 방법을 활용한다. 일반적인 방법으로는 AutoEncoder를 통한 압축과 복원 과정을 학습하여 진동 데이터의 특성을 추출한다. 추출된 특성으로 단일 클래스 분류기를 학습하여 이상 탐지를 실시한다. 하지만 이와 같은 방법은 진동 데이터의 주파수 특성을 고려하지 않아서 진동 데이터의 특성을 효율적 추출할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 진동 데이터의 주파수 특성을 고려한 AutoEncoder 모델을 제안한다. 분류 성능은 accuracy 0.910, precision 1.0, recall 0.820, f1-score 0.901이 나왔다. 주파수 특성을 고려한 네트워크 설계로 기존 방법들보다 우수한 성능을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권4호
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• pp.111-117
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• 2024

Due to global CO₂ emission reductions and fuel efficiency regulations, the trend toward transitioning from internal combustion engine vehicles to electric vehicles (EVs) has accelerated. Consequently, the problem of EV failures has become a focal point of active research. The parasitic capacitance generated during motor-shaft rotation induces voltage that deteriorates the raceway and ball surfaces of bearings, causing electrical damage in EVs. Despite numerous attempts to address this issue, most studies have been conducted under high viscosity lubricant and low load conditions. However, due to factors such as high-speed operation, rapid acceleration and deceleration, motor heating, and motor system-decelerator integration, current EV applications have shown diminished stability in lubrication films of motor bearings, thereby leveraging the investigation to address the risk of electrical damage. This study investigates the electrical damage to rolling bearing elements in EV motor drive systems. The experimental analysis focuses on the effects of electric currents and operational loads on bearing integrity. A test rig is designed to generate high-rate voltage specific to a motor system's parasitic capacitance, and bearing samples are exposed to these currents for specified durations. Component evaluation involves visual inspections and vibration measurements. In addition, a predictive model for electrical failure is developed based on accumulated data, which demonstrates the ability to predict the likelihood of electrical failure relative to the duration and intensity of current exposure. This in turn reduces uncertainties in practical applications regarding electrical erosion modes.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.2581-2587
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• 2013

철도차량의 안전성을 위해 사용되는 윤축은 차량 전체 중량의 16%를 차지하는 요소로서, 철도차량의 경량화에 있어 필수적으로 연구되는 대상이다. 본 연구는 기존 윤축의 중량을 요구강도에 만족시킴과 경량화를 목적으로 창의적 문제해결이론인 TRIZ의 6SC를 적용하여 중공구조의 윤축 내부에 사용될 수 있는 캡을 설계하였고, 설계에 대한 검증을 위해 해석 툴인 ANSYS를 활용하였다. 본 연구에서 제안한 캡의 재질은 SM45C이며 중공구조이다. 또한, 윤축에 요구되는 강도를 만족하기 위해 중공 윤축의 베어링 시트 부 내부에 위치한다. 본 연구를 통해 설계 및 해석된 캡을 삽입한 윤축은 전동차의 윤축에 요구되는 기준을 만족하였으며 무게는 중실축과 비교하였을 때, 약 6.75%를 감소시켰다. 윤축 강도에 대한 평가 기준은 EN13103 및 EN13104의 규격을 적용하였다. 또한, 캡을 장착한 윤축의 최대응력 및 중량에 대해 기존의 중실축, 중공축과 비교함으로써 설계에 대한 효과를 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.283-289
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• 2010

친환경기술과 신재생 에너지 자원에 대한 세계적인 관심이 증가하면서, 플라이휠 에너지 저장 장치는 화학전지나 연료전지와 같은 기존의 에너지 저장 시스템의 대안 중 하나로 부상하고 있다. 플라이휠 에너지 저장장치의 에너지 저장 용량은 극질량 관성모멘트와 회전속도의 제곱에 비례하기 때문에, 가능한 높은 회전속도와 높은 극질량 관성모멘트를 갖도록 설계하는 것이 중요하다. 하지만, 시스템의 운전안정성 확보가 최적설계의 구속조건으로 작용할 수 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 용량을 최대화하고 운전안정성 및 외란에 대한 강인성을 확보하는 플라이휠 시스템의 최적설계를 제안한다. 그리고, 기존의 PD 제어에 비교하여 교차궤환제어법이 자이로스코프효과를 줄이고, 에너지 저장밀도를 높이는데 필수적임을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.13-20
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• 2013

구조물의 지진응답을 저감시키기 위하여 추가적인 감쇠기나 진동제어장치가 일반적으로 사용된다. 이때, 추가적인 감쇠장치의 제어성능은 대상구조물 특성의 변화 없이 검토된다. 본 연구에서는 구조물과 스마트 제어장치의 다목적 통합최적화를 수행하였고 스마트 최상층 면진시스템이 설치된 구조물의 구조물량 저감의 가능성을 분석하였다. 이를 위하여 20층 예제구조물이 사용되었으며 MR 감쇠기와 저감쇠 탄성베어링을 사용하여 스마트 면진시스템을 구성하였다. 중약진지역의 설계스펙트럼을 바탕으로 생성된 인공지진하중을 사용하여 구조해석을 수행하였다. 수치해석결과, 스마트 최상층 면진시스템이 중약진지역에 있는 구조물의 응답과 면진층 변위를 동시에 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 통합최적설계기법으로 구조물량 및 감쇠기 용량을 적절하게 줄이면서도 우수한 제어성능을 발휘하는 다양한 설계 대안을 제공할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.78-81
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• 2009

연료펌프에 대한 수력성능시험을 상온의 물을 매질로 하여 실시하였다. 시험된 연료펌프는 개방형 가스발생기 방식의 75톤급 액체로켓엔진에 적용할 목적으로 개발 중에 있다. 시험 결과, 연료펌프는 설계요구조건을 만족하였으며, 설계 유량에서의 양정과 효율은 수치해석에서 추정된 값보다 높았다. 또한 후방 베어링의 출구 압력이 예상보다 높았는데 이는 바이패스 배관의 입구가 좁기 때문이었다. 그리고 바이패스 곡관부의 차압 측정으로 누설 유량을 유추할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.227-235
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• 2014

The demand of natural gas is gradually increasing as a clean fuel in the world. Therefore, LNG storage tanks and related facilities of the importance of leading a community-based facility have emerged. The seismic design of LNG storage tank including seismic analysis have been developed steadily. But, the seismic analysis and design techniques for LNG storage tanks are lacking, in Korea. Consequently, it is necessary to develop an analysis model that LNG storage tanks in isolation system can describe the behavior. Further, LNG storage tank capable of ensuring safety and economy, it is necessary to develop design techniques. The studies have suggested seismic design procedures of LNG storage tanks with isolation system including triple-FPB and idealized complex hysteresis model of triple-FPB.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1057-1067
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• 2010

다단 기어연쇄, 베어링, 축, 로터로 구성되는 함포용 synchro system의 구동장치를 개발하기 위하여, AGMA규격에 의한 기어 굽힘강도, 면압강도해석, 기어치형설계를 포함한 정적설계를 수행하였다. 또한 전달행렬법을 효과적으로 적용시킬 수 있는 Hibner's branch법과 자유도가 큰 경우에도 계산 오차 없이 고유특성치를 빠뜨리지 않고 산출할 수 있는 ${\lambda}$-matrix법을 도입하여 함포용 Synchro system의 좌우 선회용과 상하 고각형의 위험속도 해석 및 평가를 하였고, 운전속도 범위 내에 위험속도가 존재하지 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권7호
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• pp.1661-1672
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• 2000

An immune system has powerful abilities such as memory, recognition and learning how to respond to invading antigens, and has been applied to many engineering algorithms in recent year. In this pap er, the combined optimization algorithm (Immune- Genetic Algorithm: IGA) is proposed for multi-optimization problems by introducing the capability of the immune system that controls the proliferation of clones to the genetic algorithm. The optimizing ability of the proposed combined algorithm is identified by comparing the result of optimization with simple genetic algorithm for two dimensional multi-peak function which have many local optimums. Also the new combined algorithm is applied to minimize the total weight of the shaft and the transmitted forces at the bearings. The inner diameter oil the shaft and the bearing stiffness are chosen as the design variables. The dynamic characteristics are determined by applying the generalized FEM. The results show that the combined algorithm and reduce both the weight of the shaft and the transmitted forces at the bearing with dynamic conatriants.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2001년도 제34회 추계학술대회 개최
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• pp.166-171
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• 2001

In order to improve the efficiency of the design process and the quality of the resulting design for the application-based exclusive rolling element bearings, this study propose design methodologies by using a genetic-based combinatorial optimization. By the presence of discrete variables such as the number of rolling element (standard component) and by the engineering point of views, the design problem of the rolling element bearing can be characterized by the combinatorial optimization problem as a fully discrete optimization. A genetic algorithm is used to efficiently find a set of the optimum discrete design values from the pre-defined variable sets. To effectively deal with the design constraints and the multi-objective problem, a ranking penalty method is suggested for constructing a fitness function in the genetic-based combinatorial optimization. To evaluate the proposed design method, a robust performance analyzer of ball bearing based on quasi-static analysis is developed and the computer program is applied to some design problems, 1) maximize fatigue life, 2) maximize stiffness, 3) maximize fatigue life and stiffness, of a angular contact ball bearing. Optimum design results are demonstrate the effectiveness of the design method suggested in this study. It believed that the proposed methodologies can be effectively applied to other multi-objective discrete optimization problems.