• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.617-623
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• 2020

다수의 승객을 운송하는 도시철도 전동차는 도시 철도교통시스템의 핵심이다. 따라서 차량의 동적성능이 확보가 차량 안전 확보 및 승객서비스 차원에서 선행되어야 한다. 철도차량의 진동, 승차감과 같은 동적거동은 현가시스템 구조 및 현가요소에 따라 크게 영향을 받는다. 철도차량의 현가시스템은 윤축과 대차간 1차현가시스템, 대차와 차체간 2차현가시스템으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 국내에서 운용되고 있는 전동차 현가구조에 따른 전동차의 동적거동에 대하여 분석하고자 한다. 현가구조가 상이한 2종류의 전동차에 대하여 실제 선로에서 동일 주행조건으로 주행시험을 수행하였으며 차량의 진동을 계측하였고 진동과 승차감, 진동감쇠율과 같은 동적거동 특성을 분석하였다. 시험결과, 차체 진동성능은 좌우방향은 B대차가, 상하방향은 A대차가 상대적으로 우수하게 나타났다. 승차감은 전반적으로 A대차가 B대차에 비하여 우수하게 나타났다. 진동감쇠율을 보면, 1차현가시스템은 고무스프링이 적용된 A대차에 비하여 코일스프링이 적용된 B대차의 진동감쇠 성능이 우수하며 2차현가시스템은 코일스프링에 비하여 공기스프링이 적용된 A대차의 진동감쇠 성능이 우수하다. 본 논문의 결과는 향후 철도차량 신차 설계 과정에서 현가구조 설계 및 현가요소 선정 시, 유용한 자료로 활용될 것이라 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.63-72
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• 2007

비상디젤발전기는 원전의 안전성에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 기기이다. 본 연구에서는 세 종류의 비상디젤발전기를 대상으로 가동중 진동을 계측하여 기초시스템에 따른 가동중 진동의 저감효과를 비교하였다. 대상 원전은 영광 5호기, 울진 2호기 및 울진 3호기 원전의 비상디젤발전기로 하였다. 영광 5호기와 울진 3호기의 비상디젤발전기는 동일한 종류의 비상디젤발전기로서 기초형식만 앵커볼트 고정과 스프링-댐퍼시스템을 이용한 면진으로 구분된다. 울진 2호기 비상디젤발전기는 기초부분에 seismic block을 설치하고 코일스프링을 이용하여 진동저감효과를 고려하였으므로 좋은 비교가 될 것이다. 이러한 진동계측의 목적은 기초형태에 따른 진동저감 효과를 비교해 보기 위함이다. 결과적으로 스프링-댐퍼 시스템이 진동저감과 시스템의 안정적 거동측면에서 좋은 효과를 보이고 있음을 알 수 있었다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.545-550
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• 2023

차량 충돌 시 벨트를 잡아당겨 탑승자의 상해 가능성을 최소화하기 위한 안전장치인 프리텐셔너는 화약 폭발 방식으로 구동되므로 화재나 파편이 튀는 2차 사고의 위험이 있으며 사고 발생 후 프리텐셔너 내부의 가스 발생기 뿐만 아니라 매니폴더를 포함한 연결 부품 모두를 교체해야 하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 안전하고 반영구적으로 사용이 가능한 탄성력 기반 프리텐셔너를 제안한다. 기존 프리텐셔너의 작동 원리를 열역학적/동역학적 관점으로 분석한 후 프리텐셔너 전개를 위해 필요한 가스 폭발에너지를 탄성에너지로 변환하였다. 또한 비감쇠 진동해석을 통해 프리텐셔너 작동시간을 확인하였으며 폭발 압력과 전개 시간 조건을 모두 만족하는 스프링 강성을 선정하였다. 스프링 부착 위치에 따른 차량 내부 설치 규격을 고려하여 코일 스프링 형상 및 고정부를 설계하였으며 제작을 통해 탄성력 기반 프리텐셔너의 성능 검증을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.345-348
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• 2011

구조요소의 설계에서 유한요소해석은 매우 효과적인 방법이다. 이 방법은 시험 수행에 드는 시간과 비용을 줄여준다. 그러나 공정 과정과 환경에 의하여 생기는 입력 물성치들의 변화 때문에 우리는 유한요소해석의 결과를 전적으로 믿어서는 안 된다. 따라서 유한요소해석의 신뢰성을 증명하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 현장에 축적된 피로 수명 시험 데이터를 바탕으로 유한요소해석을 이용하여 피로수명 파라미터를 역 추정 하는 연구를 수행하였다. 베이지안 접근법을 이용하여 불확실성 피로 수명 파라미터의 사후분포를 구하였고, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 역 추정된 파라미터의 샘플 데이터를 생성하였다. 얻어진 샘플 데이터를 기반으로 새로운 형상의 스프링에 대한 피로 수명을 예측한다. 신뢰성 기반 형상 최적화(RBDO)는 서스펜션 코일 스프링의 요구수명을 만족시키기 위하여 수행된다. 또한 크리깅 근사 모델은 유한요소해석의 연산 량 감소를 위해 이용한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권5호
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• pp.1130-1139
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• 2001

Springs are widely utilized in machine element. To find out stiffness of coil spring, the space beam theory using the finite element method is adopted in this paper. In three dimensional space, a space frame element is a straight bar of uniform cross section which is capable of resisting axial forces, bending moments about two principal axes in the plane of its cross section and twisting moment about its centroidal axis. The corresponding displacement degrees of freedom are twelve. The displacements of nodal points due to small increment of force are calculated by the finite element method and the calculated nodal displacements are added to coordinates of nodal points. The new stiffness matrix of the system using the new coordinates of nodal points is adopted to calculated the another increments of nodal displacements, that is, the step by step method is used in this paper. The results of the finite element method are fairly well agreed with those of various experiments. Using MATLAB program developed in this paper, spring constants can be predicted by input of few factors.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권2호
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• pp.250-255
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• 2008

Springs are widely utilized in machine element. To find out stiffness of frustum-shaped coil spring, the space beam theory using the finite element method is adopted in this paper. In three dimensional space, a space frame element is a straight bar of uniform cross section which is capable of resisting axial forces, bending moments about two principal axes in the plane of its cross section and twisting moment about its centroidal axis. The corresponding displacement degrees of freedom are twelve. To find out load vector of coil spring subjected to distributed compression. principle of virtual work is adapted. And this theory was programming using MATLAB software. To compare FEM using MATLAB software was applied MSC. Nastran software. The geometry model for MSC. Patran was produced by 3-D design modeling software. Finite element model was produced by MSC. Patran. Finite element was applied tetra (CTETRA) having 10 node. The analysis results of the MATLAB and MSC. Nastran are fairly well agreed with those of various experiments. Using MATLAB program proposed in this paper and MSC. Nastran, spring constants and stresses can be predicted by input of few factors.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.837-842
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• 2000

In the coiling process of helical steam generator tubes of integral reactor SMART, a considerable amount of spring back, which induces dimensional inaccuracy and difficulty in fabrication, has been arised. In this research, an analytical model was derived to evaluate the amount of the spring back for steam generator tubes. The model was developed on the basis of beam theory and elastic-perfectly plastic material property. This model was extended to consider the effect of plastic hardening and the effect of the tensile force on the spring back phenomena. Parametric studies were performed for various design variables of steam generator tubes in order to minimize the spring back in the design stage. A sensitivity analysis has shown that the low yield strength, the high elastic modulus, the small helix diameter, and the large tube diameter result in a small amount of the spring back. The amount of the spring back can be controlled by the selection of adequate design values in the basic design stage and reduced to an allowable limit by the application of the tensile force to the tube during the coiling process.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.109-118
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• 2021

In the periodic surveillance material test for the spacer component of fuel channel assembly in CANDU, a microstructural characterization analysis is required in addition to the mechanical property evaluation test. In this study, detailed microstructure analysis and simple mechanical property evaluation of archive spacer parts were conducted to indirectly support the surveillance test and assist in the study of spacer material degradation. We investigated the microstructural characteristics of the spacer garter spring coil through comparative analysis with the plate material. The main microstructure characteristics of the garter spring coil X-750 are represented by the fine grain size distribution, the ordering phase distribution developed inside the matrix, the high dislocation density inside the grains, and the arrangement of coarse carbides. In addition, the yield strength of the garter spring coil X-750 was indirectly evaluated to be approximately 1 GPa. We also established an analytical method to elucidate the microstructural evolution of the radioactive spacer garter spring coil X-750 based on Canadian research experiences. Finally, we confirmed the measurement technique for helium bubble formation through TEM examination on the helium implanted X-750 material.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1301-1307
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• 2011

슬관절 소작용 완드(Electrosurgical Knee Wand, EKW)는 고주파 소작법으로 슬관절 인대, 조직 등의 응고, 삭마, 절제, 등에 적용된다. EKW와 radiofrequency를 이용한 조직응고, 삭마 등의 슬관절 수술에서 수술안전성, 편의성 및 성공률을 극대화하기 위해서는 병변에 매우 정확하고 안전하게 EKW가 선택적 접근을 할 수 있도록 유도하는 탁월한 방향조종제어능이 핵심기술이다. 따라서 본 연구에서는 대퇴경골부 제한적인 공간에서 가장 적합한 수술용 의료기기 액추에이터로 판단되는 형상기억합금(SMA) 와이어를 이용하여 형상기억효과를 극대화 할 수 있는 SMA 인장스프링 모델을 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 SMA의 열전기적 특성 및 전류변화에 따른 온도특성에 대한 연구를 수행하고 SMA 인장스프링의 설계조건에 따른 회복력 및 행정거리의 관계를 평가하였다. 그 결과, SMA 인장스프링의 직경이 작아질수록 최대온도는 증가하였다. 전류인가 15초의 경우는 전류량 증가와 힘의 증가가 비례한 반면, 전류인가 30초는 매우 불안정한 결과가 나타났다. 반면, 전류량 증가와 행정거리(TS) 증가 관계는 전류인가 15초일 때가 전류인가 30초일 때보다 더 안정적인 결과가 나타났다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권12호
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• pp.129-135
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• 1996

This paper presents the effectiveness of the dynamic vibration absorber consisting of a single mass, coil springs and oil damper on the resonance freauency ratio and amplitude ratio for damped linear systems, that is, primary vibration system with damping. The effects of the dynamic vibration absorber are investigated numerically and experimentally for values of mass ratio, natural frequency ratio, and damping ratio. The experimental results show good agreement with calculated ones. As a result, the characteristics shown by the present work are useful in optimal tuning the dynamic vibration absorber in practice.