• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.110.1-110.1
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• 2016

국내외 최첨단 반도체 및 평판 디스플레이 공정에서 필요한 개별 건식 진공펌프들의 자기진단을 통한 예지보수의 실시간 구현 장치 개발과제의 2차년 전반기 수행된 연구결과의 일부를 본 논문에서 소개한다. 본 연구에서 최종 목표로 설정하고 있는 "smart" 진공펌프란 운전상태에 관련된 변수들의 측정치를 기반으로 한 자기진단 (self-diagnostics) 기능을 내장한 차세대 공정용 진공펌프를 의미한다. 1차년에 선정된 상태진단용 진공펌프의 상태변수(state variable)들의 효과적인 수집을 구현하기 위한 연구가 진행되었다. 기존의 반도체 공정용 진공펌프들에서 측정하고 있는 상태변수로는 온도, 유량, 배기관 압력, 모터 소비전류 등과 같은 정적인 변수들뿐 아니라, 회전기계류의 상태진단에 필수적인 진동신호를 추가한 상태 변수 수집 장치를 개발하였다. 본 연구팀은 진공펌프의 회전진동을 유발하는 대표적인 부품은 회전체, 베어링, 그리고 치차로 이들 3 종의 회전진동성분들을 효과적으로 측정할 수 있는 신호처리 기법을 개발하였다. 금번 연구에서 채택한 진동신호 처리기법은 초고속 FFT 변환 기반의 주파수 대역 별 진동 레벨 환산과 더불어 다단계로 구성된 디지털 필터 (multi-staged decimation filter) 기법을 개발 적용하였다. 이러한 신호처리 기법을 통하여 측정된 진동 신호로부터 회전체, 베어링, 그리고 치차의 회전 진동성분을 효과적으로 측정하는 방법을 금번 학술대회에서 소개한다. 그리고, 진공펌프 상태진단에 필요한 상태변수의 실시간 backup 방법, 그리고 공정관리 server와 통신기능, 그리고 펌프 현장 관리자용 PC와 통신 기법 등 상태변수 측정 모듈의 확장성에 대한 기술적 내용을 소개한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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• pp.179-184
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• 2001

대부분의 제품 생산 시에는 시제품을 제작하여 이에 대한 성능 심사를 통해 미비한 부분을 보완하기 위한 재설계 작업과정을 필요로 한다. 설계 작업에 가장 중요한 부분인 특정 설계 변수에 대한 민감도의 파악은 설계 작업의 핵심적인 역할을 하고 있다. 대개의 경우 진동설계를 위한 설계변수로 구조물의 단위면적, 길이, 재료의 성질과 같은 물리적인 변수를 많이 활용하고 있으며 이러한 변수들에 대한 민감도 해석 기법들은 이미 많은 연구를 통해 실용화되고 있다. 그러나 이러한 변수만으로는 주어진 조건을 만족하도록 설계하기가 어려운 경우가 있다. 이런 경우는 부가구조물을 첨가하여 저진동 설계조건을 만족하는 구조물을 제작하는 것이 보편적이다. 한편, 구조물의 최적화 과정에서 고유진동수를 고려해야 하는 경우가 많다. 저주파 영역의 문제에서는 첫번째 고유진동수가 구조물의 진동량에 관계되는 중요한 요인이 되고, 또한 공진에 의한 문제가 발생했을 경우에는 고유진동수를 옮겨서 공진을 회피할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 에어컨 실외기의 진동을 저감하고 그로 인한 구조기인 소음을 저감하기 위하여 음압 레벨을 바탕으로 정한 관심 주파수 영역에 고유진동수가 존재하지 않도록 부가구조물을 최적화하였다. 최적화에 필요한 민감도는 신뢰성 있는 유한요소 모델을 구성하는 것이 쉽지 않으므로 실험으로 구한 주파수 응답함수를 이용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.651-659
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• 2001

이 논문은 두 변수 탄성지반 위에 놓인 불연속 변단면 수평 곡선부재의 자유 진동에 관한 연구이다. 회전관성과 전단변형효과를 고려하여 두 변수 탄성지반 위에 놓인 변단면 수평 곡선부재의 자유진동을 지배하는 무차원 상미분방정식을 유도하였다. 변단면은 불연속 변단면으로 채택하였고, 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 원호형, 포물선형, 정현형, 타원형 곡선보의 고유진동수를 산출하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 곡선부재의 변수들 사이의 관계를 표 및 그림에 나타내었으며 진동형의 예를 그림과 같이 나타내었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.136-145
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• 1998

본 논문에서는 몰드변압기 예방진단을 위해 정상상태와 비정상상태 몰드변압기의 진동신호의 FFT 및 시계열 분석에 관해 연구하였다. 실험올 위한 제어변수들로 공급전압, 부하전류 및 주위온도를 변화시키면서, 진동신호 크기, 주파수 스펙트럼 및 시계열 계수와 같은 측정변수들을 분석하였다. 제어변수 변화에 의한 진동선호는 권선표변과 철섬에 부착된 가속도센서로 측정되었으며, 이 신호들은 중폭기를 거쳐 데이터 수집장치에서 측정변수들로 계산되었다. 또한, 정 상상태 분석 후, 몰드변압기의 구조적 변형올 모의하였다. 비정상상태 진동신호는 정상상태와 같은 제어변수 변화 에 의해 측정되었다. 연구 결과, 정상상태와 비정상상태 진동신호는 수직진동신호와 수평진동신호를 비교하여 분석함으혹써 구별이 가능하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.125-134
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• 2009

이 논문은 직시각형 단면을 갖는 원호형 등단면 띠기초의 자유진동에 관한 연구이다. 띠기초를 지지하는 지반을 두 변수 탄성지반으로 모형화하였다. 두 변수 탄성지반으로 지지된 원호형 띠기초의 휨-비틀림 자유 진동을 지배하는 미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 고유진동수 및 진동형을 산정하였다. 띠기초의 경계조건은 자유-자유로 하여 최저저차 4개의 고유진동수를 산정하였다. 수치해석의 결과로, 중심각, 깊이비, 접촉비, 탄성계수비, 지반변수 등 5개의 변수가 고유진동수에 미치는 영향을 보고하였다. 변위 및 합응력의 진동형을 그림으로 나타내었다. 실험을 통하여 이 연구의 결과를 검증하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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• pp.167-172
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• 2001

구조최적화는 기계구조물의 동특성을 변경하기 위하여 필수적으로 수행되어야 할 요소이다. 어떠한 방법을 택하여 보다 효율적으로 수행할 것 인지가 엔지니어의 관심일 것이다. 구조최적화는 설계변수에 따라 치수최적화, 물성치최적화 형상최적화 등으로 나눌 수 있다. 형상 최적화는 구조물의 유한요소모델을 기본으로 경계의 형상이나 절점의 형상, 회전 등을 설계 변수로 삼는 것이다. 고유진동수를 높이거나 모드형상을 제어하기 위하여 평판에 보강재를 붙이는 경우가 있다. 이때 보강재의 위치나 치수 형상 등이 중요한 변수가 될 수 있다. 본 논문에서는 평판의 고유진동수를 극대화 하기위해 보 보강재를 붙이는 문제에서 보의 회전을 설계 변수로 삼아 최적설계를 수행 할 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제17권3호
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• pp.37-46
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• 1998

본 연구에서는 압전 세라믹인 PZT를 이용하여 두께 진동모드의 다중모드 필터를 설계, 제작하였다. 다중모드 세라믹필터의 등가회로를 설계하였고, 이를 이용하여 설계변수 인 물성변수와 형상변수에 따른 필터전달특성의 경향을 분석하였다. 이를 바탕으로 10.7MHz의 중심주파수를 가지는 세라믹필터를 제작하였고, 설계변수 중에서 압전세라믹 기 판과 전극형상의 변화에 따른 필터의 전달특성의 변화를 실험적으로 검증하였다. 본 연구를 통한 경향분석결과는 다양한 진동모드와 다양한 주파수대를 가지는 다중모드 필터를 설계하 는데 있어서 유용한 도구로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.39-42
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• 2010

최근 보행자가 교량의 진동에 의한 불안감을 느끼는 경우가 발생되면서 설계 단계에서 진동에 대한 고려하고 있다. 그러나 설계자는 범용유한요소프로그램에 이동하중을 적용하여 동적응답해석을 하는 것에 어려움을 느끼고 있으며 그 결과 Meister감각곡선에 의한 진동사용성 평가도 정확히 수행되지 않고 있다. 본 연구에서는 설계자들이 수행하는 교량의 진동사용성 평가방법의 간편한 적용을 위하여 이동하중모델 생성툴을 연구하였으며, 범용유한요소프로그램으로 모델링 된 교량의 매개변수를 변화해가며 진동사용성 평가를 수행하였고 연구 결과 중 매개변수의 하나인 보요소의 길이에 따른 진동사용성 평가결과만을 작성하였다. 평가결과 보요소의 길이에 따라 교량에 발생되는 진동과 가속도의 응답치가 다르게 나타났으며, 발생되는 주요주파수 범위도 다르게 해석되었다. 이러한 동적응답의 결과가 다르게 해석되면서 Meister 감각곡선에 의한 평가등급이 차이도 발생되었다. 따라서 정확한 진동사용성 평가를 위해서는 동적응답해석 시 다양한 매개변수에 의한 동적응답의 결과에 대한 연구는 물론 다양한 교량 형식과 그에 맞는 모델링에 대한 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 26 Nov. 1993
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• pp.21-27
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• 1993

매개변수가진에 종속되는 현의 횡방향진동을 시간영역에서 필터작업, 힐버트 변환과 순간주파수 개념을 도입하여 해석함으로서 종방향의 순간진동변위를 추정하는 방법이 제시되었다. 그리고, 실험을 통하여 이론의 타당성을 검증 하였다. 또한, 모의 실험의 결과 일반적인 현구동계에 있어서는 넓은 적용변 수의 선\ulcorner영역에서 종변위가 횡변위와 분리(decoupling) 되어서 공간적으로 길이에 따르는 선형적인 증가성과 시간적으로 조화적인 주기성을 가진다는 것을 확인함으로서 임의의 위치에서의 종변위를 파악함이 가능하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.267-272
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• 1995

스팀터빈 발전기의 주요 진동현상을 분석종합하여, 진동 진단 시스템을 개발하였다. 진동진단 특성매개변수를 주파수, 발생속도, 진폭, 위상, 그리고 운전조건/상태변화에 따라 체계적으로 분류하였으며, 이를 인과관계에 따른 대응 진도원인과 연계시켜 종합진동진단표를 구성하였다. 아울러, 진단 특성매개변수의 선정 및 진단결과의 검증과 현장에서의 응급조치시 도움이 될 수 있도록, 각 진동별 대표적 특성과 운전조작/대책을 표로 작성하였다. 구성된 진단표를 토대로, 현장에서 노트-북 PC등을 활용한 손쉬운 진단이 가능하도록, 대화식 스팀터빈 발전기 진동진단 시스템을 개발하였다. 개발된 진단시스템에서는 현장에서 입수가능한 일부 대표적 진동현황 또는 특성만을 입력하여도 진단이 가능하도록 로직이 구성되어 있다. 한편, 개발된 진단시스템을 실제 스팀터빈의 사고사례에 적용하여 시험운용하였으며, 시험결과가 보고서의 분석결과와 만족스럽게 일치하였다. 따라서, 개발된 진단시스템을 활용하여 스팀터빈 발전기의 가능한 진동원인들을 반복해서 분류하고 이들을 검토, 분석함으로써, 신속한 1차적인 진동진단이 가능한 것으로 판단된다.