• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.476-481
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• 2001

In a vacuum circuit breaker mechanism, a spring-actuated linkage system is used to satisfy the desired opening and closing characteristics of electric contacts. Because the opening dynamics of electric contacts is determined by such a linkage system, the stiffness, free length and attachment points of a spring become the important design parameters. In this paper, based on the energy conservation that the total system energy is constant throughout the operating range of a mechanism, a systematic design procedure of determining the spring design parameters is presented. The proposed procedure is applied to the design of an opening spring for satisfying the specified opening characteristics.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.239-248
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• 2017

솔레노이드 밸브는 구조에 따라 스풀 밸브와 포핏 밸브로 구분된다. 구조가 단순하고 오염에 민감한 스풀 밸브에 대하여 연구가 많이 진행되고 있는 반면 오염에 덜 민감하고 장시간 작동에 용이한 포핏 밸브는 구조가 복잡하여 여전히 많은 연구가 필요하다. 포핏 밸브를 설계하기 위해서 고려해야 하는 사항으로 포핏의 직경, 포핏의 각도, 디스크의 지름, 스프링 강성, 스프링 예하중, 유로 구조 등 다양한 설계변수가 있다. 기존 연구에서는 설계변수를 한가지로 선정하여 연구가 진행되었고, 설계변수가 포핏 밸브의 유동특성에 미치는 영향에 대한 연구가 부족하다. 본 논문에서는 3/2Way 솔레노이드 밸브용 포핏 밸브의 설계변수 변화에 따른 유동특성의 변화를 분석하였다. 포핏 밸브의 설계변수 선정은 선행연구된 사례와 초기모델해석결과를 참고하여 진행하였다. 그리고 설계변수에 따른 최대압력, 최소압력, 압력강하의 영향을 평균분석(ANOM)을 사용하여 살펴보았다. 향후 3/2Way 솔레노이드 밸브용 포핏 밸브를 설계할 때 주효과를 파악하여 설계변수 선정에 사용하면 효율적인 설계변수 선정이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.838-842
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• 2017

위성용 단일추진제 시스템에 적용되는 핵심부품 중 하나인 추력기 밸브는 솔레노이드 방식을 이용하여 추진제를 공급/차단한다. 밸브에 장착되는 원형 판스프링은 마찰과 반복운동에 의한 위치변형 및 파티클이 없다. 본 연구에서는 원형 판스프링 소재, 두께, 반경을 고정변수로 원형 판스프링 내부 패턴의 너비를 설계변수로 설정하여 유한요소해석 및 검증시험을 하였다. 시험결과 변위에 따른 스프링 상수 k가 선형적인 특성이 나타났다. 원형 판스프링 총면적에 따른 스프링력의 경향성을 통해 원형 판스프링의 설계가 가능함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.620-623
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• 2010

구조요소의 설계에서 유한요소해석은 매우 효과적인 방법이며 정확한 해석 기술을 요구한다. 그러나 제조 공정이나 환경에 따라 달라지는 재료 물성이나 불확실성을 내포하는 피로 물성을 확정적인 값으로 이용하는 등 입력 변수의 부정확한 정보로 인해 유한요소해석 결과를 신뢰하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 실제 시험을 통해 설계의 결과를 예측하는 것은 경제적인 측면과 시간소요 면에서 한계가 따르기에 신뢰할 수 있는 유한요소해석 방법이 요구된다. 본 연구에서는 고주기의 피로 해석을 위해 유한요소해석을 이용하여 스프링의 응력-수명(S-N) 파라미터를 역 추정하고 수명을 예측해 보았다. 이를 위해 실제 산업현장에서 쓰이는 자동차 서스펜션 코일 스프링을 예제로 사용하였다. 시험 모델에 대해 불확실성을 고려한 베이지안 접근법을 이용하여 입력변수의 파라미터를 역 추정하였으며, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 얻어진 피로 물성 파라미터의 샘플 데이터를 이용해서 유한요소해석을 실시하고 신뢰수준 내에서 새로운 구조요소의 피로수명을 예측하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 춘계학술대회논문집; 한국과학연구소, 21 May 1993
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• pp.30-34
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• 1993

기계구조물이 고속화, 경량화 됨에 따라 더 정밀한 구조물의 설계 및 해석이 요구되어지고 있고, 이에 따라 단속적모형 보다 한 단계 더 나아가 분포변수 모형으로 구조물을 모형화하게 된다. 특히 나선형 스프링은 기계구조물에서 가장 널리 사용되는 일반적인 요소로서, 그 형상이 공간상의 굽은 봉 형상이 므로 연성된 편미분방정식 형태로 지배방정식이 기술된다. 나선형 스프링 해 석은 Michell(1890)과 Love(1899)의 정적해석을 시작으로 Phillips와 Costello [1]의 'SimpleTheory' 및 Wittrick [3]의 지배방정식등 매우 복잡한 연성된 편미분방정식 형태를 지니고 있다. 그러나 이와 같은 편미분방정식은 해석하 기가 매우 어려워 수치해법으로도 간단한 경우에 한해서만 해석하여 왔다. 본 연구에서는 이와 같은 연성된 편미분방정식을 해석하기 위하여 보다 구 조진동문제에 적합한 수치해법을 제안하고, 이를 이용하여 나선형 스프링의 강제과도진동 응답을 정확하고 효율적으로 구하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권7호
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• pp.523-528
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• 2020

스프링-메스 시스템의 원리를 이용하여 수평 구동형 MEMS 관성 스위치를 설계하였다. 본 MEMS 스위치는 외부에서 발생하는 가속도를 감지하여 점화안전장치를 장전시키는 역할을 한다. 성능 모델링을 통하여 다양한 가속도 조건에서의 구동 양상을 분석하였다. 시뮬레이션 결과 가속도의 기울기가 10g/msec 이하인 경우에 MEMS 스위치는 10g에서 잘 작동하는 것으로 나타났다. 반면에, 설계 변수들의 공차를 10%로 고려한 시뮬레이션 결과 스프링 폭과 길이에 의해 임계 동작 가속도가 규격(10±2g)을 벗어났다. 제작 공정상 10% 이하의 공차 관리가 어려운 스프링 폭을 두 배로 늘렸을 때 규격을 만족하는 것을 확인하고 설계보완을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.1-10
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• 2022

이 연구에서는 강재 스프링을 감쇠 장치로써 사용 가능성을 평가하기 위해서, 강재 스프링의 인장 및 반복하중 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 강재의 종류(SAE9254 및 SS275), 스프링상수(700 N/mm, 1,000 N/mm 및 1,400 N/mm) 및 SAE9254의 열처리 유·무이다. 인장 실험 결과, SAE9254로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 1.08 ~ 1.13이며, SS275로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 0.86 ~ 0.97로 측정되었다. 항복 이후 열처리 유·무에 따른 SAE9254로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 약 240 ~ 251 kN/mm 및 92 N/mm 이었으며, SS275로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 거의 0이었다. 반복하중 실험 결과에서 모든 실험체는 KDS 41 17 00 (2019)에서 요구하는 변위 의존형 감쇠 장치의 적합 조건인 변위 원점에서의 하중 조건, 최대변위에서 하중 조건 그리고 에너지 소산 능력 조건을 모두 만족하였다. 그리고 열처리 안 된 SAE9254 및 SS275로 제작된 강재 스프링의 등가 감쇠비는 열처리 된 SAE9254로 제작된 스프링에 비해 각각 약 2.8배 및 1.9배 높은 수준이었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1986년도 제4회 학술강연회초록집
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• pp.42-46
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• 1986

회전축계가 위험한 공진 또는 불안한 상태를 나타내지 않고 조용하고 안정된 운전상태를 유지하려는 목적은 축의 휨강성, 몸체형상, 베어링의 크기 및 형상과 같은 설계변수를 최적화하는 것으로 이루어질 수 없는 경우가 빈번하다. 이런 경우에는 베어링 외부에 작용하는 "외부댐핑"을 이용하여 진동문제를 근본적으로 개선할 수 있다. 이를 위하여 베어링 외부에 별도로 설계한 스프링과 댐퍼를 설치한다. 본 연구에서는 윤활이론에 따라 명확히 계산되고 그 신빙성이 실험적으로 검증된 "동압유막 댐퍼"의 감쇄계수를 이용하여 외부댐핑을 갖는 회전축-구름베어링\ulcorner와 회전축-저어널 베어링계의 진동특성을 해석하고 회전축-구름베어링계의 실험적 모델을 제시하고자한다. 또한 해석결과와 실험을 토대로 회전축계의 진동특성에 미치는 특성수 및 설계변수를 명확히 도출하여 동특성을 고려한 회전축계의 최적 설계에 기여하고자 한다.축계의 최적 설계에 기여하고자 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권1호
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• pp.77-83
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• 2013

This paper presents the feasibility on the application of composite coil spring, which has great interest in the automobile industry. In order to obtain much lighter weight of the composite spring, it will be necessary to optimize the design variables such as fiber angles and diameter of coil, etc. First of all, mechanical properties were measured to consider the effects of FVR and ply angles for carbon fiber composite material. And the shear modulus with respect to ply angles were derived based on twisting angles calculated by torsional beam model. Next we determined the design parameters of composite coil spring, which has equivalent spring rate to the steel coil spring. In order to assess the proposed method, finite element model of the composite spring was developed and analysed to obtain the spring constant. The results showed that static spring rate of the composite spring was in a good agreement with that of steel spring.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.175-181
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• 2007

본 연구에서는 지하철용 전동차의 현가장치를 구성하는 1차 현가장치 및 2차 현가장치의 강성 및 감쇠지수 변화가 전동차의 상하진동에 미치는 영향을 분석하였다. 실제 운행 중인 전동차에 대하여 액슬박스, 대차, 객차에서 측정된 진동 데이터를 바탕으로 대차와 차체로 구성된 2자유도계 해석모델을 생성하였고, 실측된 윤축의 진동을 입력신호로 하여 수치해석을 수행하였다. 1, 2차 현가장치의 강성 및 감쇠지수의 변화에 따른 응답을 고찰한 결과, 차량의 상하진동에 지배적인 영향을 주는 설계변수는 2차 공기스프링의 강성임을 알았다. 또한 이러한 결과는 ADAMS/RAIL 전산해석을 통해서도 검증할 수 있었다.