• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.1045-1052
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• 2015

본 논문은 장거리 탐지 레이더(LRSR;Long Range Surveillance Radar) 회전 구동 안정화에 관한 내용으로, 외란에 강인한 제어기 설계에 관한 것이다. 외란에 강인한 제어기 설계를 위하여 시스템 동특성과 외란 요소를 분석하고 그에 대한 수학적 모델링을 수행한다. 탐지레이더는 바람이 강한 높은 지대에 설치되는 특성과 넓은 안테나면을 갖는 형상적인 특성을 감안하였을 때 주 외란 요소는 풍속을 들 수 있다. 풍속은 베어링의 마찰을 증가시키는 요소로 작용하고 이는 안정화 성능을 저해 한다. 풍속이 탐지레이더에 미치는 영향은 전산유체역학(CFD;Computational Fluid Dynamics) 해석 결과를 이용한다. 전산유체역학 해석 결과를 제어알고리즘의 외란 입력으로 구성하여 제어기법에 대한 안정화 성능을 시뮬레이션과 실험을 통하여 기술한다. 플랜트 모델링 및 제어기는 Matlab / Simulink 를 이용하여 구성한다.

• 한국가스학회지
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• 제19권1호
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• pp.23-27
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• 2015

본 연구에서는 원통형 중공롤러의 응력과 변형거동 안전성을 FEM으로 해석하고, 그 계산결과를 기초로 과도 설계 여부를 고찰하였다. 중공롤러의 강도에 관련된 응력해석 결과에 따르면, 중공롤러를 지지하는 베어링을 설치한 인근에서 발생한 최대응력 39.8MPa은 구조용 강재의 항복강도인 250MPa 대비 15.9% 수준으로 과도한 설계로 평가될 수 있다. 또한, 원통형 중공롤러의 전체 길이 대비 중간 스팬부에서 발생한 최대 변위량 0.032mm는 중공롤러의 전체 길이와 두께에 견주어 볼 때 충분히 안전하다할 수 있다. 결국, 강도와 변형거동에 대한 FEM 해석결과에 의하면, 현재의 원통형 중공롤러 FEM 해석모델은 과도하게 설계되었다고 분석된다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.8-14
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• 2017

로터크래프트의 동력전달장치용 기어박스는 엔진에서 생성된 동력을 승하강 및 전진 비행을 위한 팬 및 푸셔로 전달하며, 사용목적에 따라 메인기어박스, 보조기어박스로 구분된다. 로터크래프트 동력전달장치용 기어박스의 주 설계 목표는 주어진 요구사항(전달동력, 장착공간 등)을 모두 만족시키는 범위에서 가능한 경량화 설계를 하는 것이다. 특히 기어박스는 같은 기능을 하더라도 시스템 구성에 따라 전체 중량이 크게 달라질 수 있기 때문에 경량화를 위해서는 초기 개념 설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 엔진의 장착 위치에 따른 기어박스의 다양한 개념 설계를 수행하였다. 또한 각 개념 설계에 따른 기어, 베어링 등의 요소부품 설계를 수행하여 시스템 구성에 따른 예상 중량을 비교 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-7
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• 2013

본 논문에서는 해저케이블 부두 하역용 장비인 코일링 암(coiling arm)에 대한 국산화 자체개발 내용 중 구조설계 및 해석결과 내용을 제시하였다. 상세 구조설계를 위해 3차원 CAD 프로그램을 이용하여 고 정밀도의 모델링을 수행하였고, 유한요소 기법을 이용하여 전산구조해석을 수행하였다. 코일링 암의 활용 목적에 맞추어 하역대상 케이블을 선박에서 케이블 탱크로 하역시 효과적으로 가이드 할 수 있도록 베어링 및 롤러 부품을 설계하여 메인 암이 회전하고 케이블 가이드가 이동할 수 있도록 하였고, 기존의 외국 모델에서 사용하던 와이어 및 모터 시스템을 이용한 케이블 가이드 작동방식을 유압 시스템을 이용한 작동방식으로 변경하여 원가절감을 달성하면서 사용자가 직관적으로 작동할 수 있도록 설계하였다. 장비 자체의 자중 및 하역 케이블 하중조건에 대한 응력 해석을 수행하였고, 유압시스템의 과작동에 따른 파손 가능성을 고려하였다. 케이블 가이드의 운동 및 설치 지면의 경사도에 따른 전복 안전성 해석을 수행하였으며, 설치장소의 풍하중 효과도 추가로 고려하였다. 본 연구를 통해 기존 수입품 코일링 암의 작동방식 개선과 독자적인 구조설계 및 해석 방법을 확립하였으며, 실제 국내 최초로 자체 개발된 제품의 현장설치 완료 및 하역작업의 효율적이고 정상적인 운영을 완료 및 검증하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.240-245
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• 2005

본 논문에서는 현재 진행 중인 인공 슬관절 연구에서 역학적 분석분야의 동향과 접촉 응력해석에 대하여 언급한다. 인공 관절 특히 슬관절은 인체에서 가장 크고 움직임이 복잡하여 인공 관절 설계가 어려우며 또한 이에 대한 생체역학적 실험이 쉽지 않다. 무엇보다도 외국에서 연구가 활발하고 제품 생산도 선진국에서 주도하고 있으며 그 기술 격차는 매우 큰 현실이다. 최근까지 발표된 논문과 특히 실험과 수치해석이 병행되어 우수한 결과가 발표된 논문 내용을 중심으로 역학 분야를 소개하고자 한다. 접촉 유한요소해석이 수행된 내용도 일부도 포함된다.

• 전기학회논문지
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• 제59권4호
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• pp.797-802
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• 2010

In this paper, a systematic procedure to design a nonlinear controller for nonlinear active magnetic bearing (AMB) systems is presented. To do this, we effectively convert the AMB system into a polytopic quasi-linear parameter varying (LPV) system, which is a representation of nonlinear state-space models and is described by the convex combination of a set of precisely known vertices. Unlike the existing quasi-LPV systems, the nonlinear weighting functions, which construct the polytopic quasi-LPV model of the AMB system by connecting the vertices, include not only state variables but also the input ones. This allows us to treat the input nonlinearity effectively. By means of the derived polytopic quasi-LPV model and linear matrix inequality (LMI) conditions, nonlinear controller that stabilizes the AMB system is obtained. The effectiveness of the proposed controller design methodology is finally demonstrated through numerical simulations.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.277-283
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• 2008

Balance shaft module contributes to reduce the engine-born vibration by compensating it from a unbalance mass with opposite phase but practically, this device has some problems during the operation in a high speed owing to the considerable amount of unbalance mass that leads to the large quantity of bending deformation as well as torque fluctuation at the balance shaft. To tackle two main problems, the design strategy on balance shaft is suggested by addressing the optimal location of unbalance mass and supporting hearing based on the formulation of objective function that minimizes critical issues, both bending deformation as well as torque fluctuation. The boundary condition of balance shaft assumes to be free such that any external force or contact component is not taken into consideration in this study.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권10호
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• pp.99-106
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• 2008

5kWh FESS(Flywheel Energy Storage System) using AMB(Active Magnetic Bearing) has been under development and 1st trial system has been finished and run the operating test. Unfortunately, the test result was not satisfactory because FESS could increase the rotational speed up to 9,000 rpm only although the target rotational speed is 18,000rpm. It's because 1st bending mode frequency of flywheel shaft was too low and imbalance response was too big. To achieve the target speed, 1st bending mode and imbalance response must be improved and the whole FESS needed to be designed again. This paper presents the newly designed FESS and what has been changed from the 1st trial FESS to improve 1st bending mode and imbalance response. The experimental results to see how much 1st bending mode frequency was improved are presented, too.

• Tribology and Lubricants
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• 제21권6호
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• pp.278-282
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• 2005

Deep groove ball bearing is installed in a control element of an integral nuclear reactor, where water is used as coolant and lubricant. This bearing is made of STS440C stainless steel for the raceways and the balls to use in radioactive environment and water. It is known that the retainer design affects ball bearing operability and endurance life, however there is no verified retainer design and material for water lubricated ball bearing. Four kinds of retainers are manufactured for the endurance test of water lubricated deep groove ball bearing. Three of them are commercially developed types and the other is designed for this research. It is verified that ball bearings with steel pressed and general plastic retainer can not survive to required life in the water, however bearings with machined type and cylinder type retainer can survive. This proves that one of the major design parameters for water lubricated ball bearing is retainer type and material. In this paper, experimental research of endurance test for water-lubricated ball bearing are reported.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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• pp.73-79
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• 1994

(1) 진공청소기의 소음은 팬모타의 회전에 기인하는 유체소음과 진동소음이 주류를 이루며, 여기에 공기의 흡입과 배출에 따른 유체소음등이 복합되어 나타난다. (2) 진공청소기의 소음특성은 각 소음원들의 특성에 따라 주파수대역을 구분할 수 있으며, 기계적 진동음인 500Hz부근에서 peak를 보인다. (3) 소음의 저감을 위하여는 기존에 정립되어 있는 흡음, 차음, 감쇠, 방진, 유압유속감소 등의 기술을 종합적으로 활용하여 제한된 공간내에서 효과를 극대화할 수 있는 구조개발이 필요하며 본 연구에 적용하였다. (4) 본 연구의 '정음유로구조'는 차음효과, 유로길이 증가에 의한 감쇠효과, 흡음효과를 극대화할 수 있는 구조이다. (5) 팬모타의 진동모드는 회전축을 중심으로 원운동을 하며, 진동량은 흡입구와 뒷쪽 베어링부위가 가장 작으므로 회전축에 가까운 곳을 지지하는 것이 방진에 유리하다. (6) 본 구조에서 사용된 케이싱은 484Hz의 고유진동수 성분을 가지며 이는 모타와 공진할 우려가 있다. 이에 공진주파수 성분의 진동량이 가장 작은 전면과 후면의 중앙부를 지지하여 진동을 줄일 수 있었다. (7) 본체소음의 전반적인 저감에 따라 흡입구 등에서 발생하는 공기마찰소음의 영향이 상대적으로 커지며, 따라서 흡입구의 유선형 설계 및 누설소음의 흡음, 차폐 등의 역할이 중요한 관리 요소로 된다.