• Tribology and Lubricants
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• 제30권4호
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• pp.205-211
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• 2014

Recent studies emphasize the importance of pivot stiffness in the analysis of tilting pad bearings (TPBs). The present paper develops a finite element model of the pad pivot and compares the predicted pivot stiffness to the results of Hertzian contact model calculations. Specifically, a finite element analysis generates tetrahedral mesh models with ~40,000 nodes for a ball-socket pivot and ~50,000 nodes for a rocker-back pivot. These models assume a frictionless boundary condition in the contact area. Increasing the applied loads on the pad in conjunction with increasing time steps ensures rapid convergence during the nonlinear numerical analysis. Predictions are performed using the developed finite element model for increasing the differential diameters between the pad pivot (or ball) and the bearing housing (or socket). The predictions show that the pivot contact area increases with decreasing differential diameters and increasing applied loads. Further, the maximum deformation occurring at the pivot center increases with increasing differential diameters and increasing applied loads. The pivot stiffness increases nonlinearly with decreasing differential diameters and increasing applied loads. Comparisons of results of the developed finite element model to those of Hertzian contact model calculations assuming a small contact area show that the latter model underestimates the pivot stiffnesses predicted by the finite element models of the ball-socket and rocker-back pivots, particularly for small differential diameters. This result implies the need for cautionduring the design of pivot stiffness by the Hertzian contact model.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권6호
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• pp.294-301
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• 2015

In this paper, we predict the rotordynamic force coefficients of tilting pad journal bearings (TPJBs) with rocker-back pivots, and we compare the predictions to recently published predictions and test data. The present TPJB model considers the rocker-back pivot stiffness calculated based on the Hertzian contact-stress theory, which is nonlinear with the application of a force . For the five-pad TPJB in load-between-pad and load-on-pad configurations, the predictions show the pressure- and film-thickness distributions, the deflection and stiffness of the individual pivots, and bearing stiffness and damping coefficients. The minimum film thickness and peak pressure occur at the bottom pad on which the applied load is directed. Because of the preload, the pres- sure is positive even at the upper pad in the opposite direction to the applied load. The pivot deflection and stiff- ness are maximum at the bottom pad that receives the heaviest pressure load. The predicted stiffness coefficients increase as the static load and rotor speed increase, while the damping coefficients decrease as the rotor speed increases, but increase as the static load increases. In general, the predicted stiffness coefficients agree well with the test data. The predicted damping coefficients overestimate the test data, particularly for large static loads. In general, the current predictive model considering the pivot stiffness improves the accuracy of the rotordynamic performance compared to previously reported models.

• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.239-244
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• 2022

본 연구는 현장조사 및 실내시험을 바탕으로 궤도형식별 열화에 영향을 미치는 핵심매개변수를 도출하였다. 기존 궤도 열화모델은 자갈궤도에 국한된 모델로서 콘크리트궤도의 열화평가는 연구된 것이 없는 실정이다. 본 연구에서는 운행선 궤도형식별 다양한 궤도구조의 특성이 반영된 열화요인을 도출하고자 궤도구성품의 성능수준 및 상태평가를 위한 실내시험을 수행하였다. 또한 궤도유지관리 이력데이터에 대한 분석을 통해 궤도열화 및 유지관리에 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 현장조사, 궤도유지관리 이력데이터 분석 및 현장시료를 이용한 궤도구성품의 성능시험을 통해 궤도성능기반의 궤도열화 매개변수는 궤도침하 및 궤도지지강성에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 도상자갈과 방진패드인 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.463-472
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• 2007

본 논문에서는 궤도 각 부의 가속도 특성과 가속도에 영향을 미치는 인자들과의 상관관계를 분석하였다. 이를 위해서 경부고속철도 자갈궤도에 대해서 레일, 침묵, 자갈도상의 진동가속도를 측정하였다. 측정된 가속도에 대해서 실효치(RMS)를 분석하였으며 궤도의 진동에 영향을 미치는 매개요소로 패드강성, 고저틀림, 주행속도 및 요철을 고려하였다. 진동가속도와 매개요소들과의 상관관계 분석을 위해서 선형회귀식을 적용하였으며, 이를 통해서 상관계수를 도출하였다. 또한 가속도의 주파수 특성을 분석하기 위하여 1/3 옥타브 해석을 실시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.345-352
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• 2017

본 논문은 스퀼 시험을 통해 압력 변화에 의해 발생하는 스퀼 소음을 계측하고, 발생된 스퀼 소음을 FEM 복소수 고유치 해석으로 모드연성 불안정성을 구현하였다. FEM 해석에서 압력 변화에 따른 스퀼주파수 변화를 근사하기 위해서 접촉강성 변화에 의한 스퀼 민감도를 예측하고, 잠재적인 스퀼 모드를 유추하였다. 스퀼 실험 결과 1 kHz, 2.5 kHz, 3.5 kHz, 4 kHz 근방에서 스퀼 소음이 발생하였으며, 압력이 증가함에 따라 스퀼 주파수가 다소 증가되었다. FEM 해석 결과 접촉강성 변화에 따른 유사한 스퀼모드 및 민감도를 예측하였고, 해석시 접촉강성 변화가 스퀼실험에서의 압력증가 효과를 근사할 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권3호
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• pp.432-438
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• 2005

CMP characteristics such as material removal rate and edge effect were measured and investigated in accordance with pad grooving effect, groove width, depth and pitch. GSQ (Groove Stiffness Quotient) and GFQ (Groove Flow Quotient) were proposed to estimate pad grooving characteristics. GSQ is defined as groove depth(D) divided by pad thickness(T) and GFQ is defined as groove width(W) divided by groove pitch(P). As GFQ value increased, material removal rate increased some point but gradually saturated. It seems that material removal rate is not affected by each parameter respectively but by interaction of these parameters such as groove dimensions. In addition, an increase in GFQ and GSQ causes edge effect to be improved. Because, pad stiffness decreases as GSQ and GFQ increase. In conclusion, groove influences relative pad stiffness although original mechanical properties of pad are unchanged by grooving. Also, it affects the flow of slurry that has an effect on the lubrication regime and polishing results. The change of groove dimensions has influence on pad stiffness and slurry flow, so that polishing results such as removal rate and edge effect become changed.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.441-450
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• 2010

건식공법이 가능하도록 기존의 접합 방식과 차별화 되는 PC 보-기둥 접합부를 개발하여 실용화하기 위한 기초 연구이다. 연속된 PC 기둥 양편에 위치한 보의 접합 단부를 고강도 관통형 연결재로 긴장하여 연결하는 'PC 보-기둥 맞댐 접합(BCJ_TB : precast beam column joints connected with thru-connects)'을 고안하고 실험적 연구를 수행하여 강도저하, 초기강성, 강성저하, 에너지소산능력 등의 내진성능을 분석하였다. 실험 결과에 기둥에서는 손상이 발생하지 않고 보 단부에서 압축파괴가 발생하는데, 이는 비부착 연결재의 초기긴장과 비부착 효과에 의하여 보 단부 콘크리트에 압축응력이 증가하기 때문인 것으로 분석되었다. 보 접합 단부에 CFRP로 구속 효과를 준 접합부의 성능이 상대적으로 우수하였고 네오프렌 패드로 보 기둥 접합면을 연결한 것이 다른 것에 비하여 초기강성을 제외하고는 우수한 내진성능을 보이는 것으로 분석되었다. 비부착 연결재를 사용한 접합부의 파괴모드를 개선하기 위하여 보 단부 콘크리트의 압축 성능을 향상시키고, 연결재의 변위를 적절히 조절할 수 있는 방법이 요구된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.38-43
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• 2014

굽힘파 전파 특성을 이용하여 지지강성을 도출하고 이를 이용한 레일체결장치의 결함 검출 시험법을 제안하였다. 점탄성 패드로 지지되고 체결장치로 고정된 레일의 진동 응답은 주파수에 따라 지지단 동특성에 크게 영향을 받는다. 체결장치에 결함이 발생할 경우에는 구조적인 불연속성으로 인해 굽힘 파동의 전파 특성이 변화하게 된다. 이러한 변화를 감지하기 위해서 전달함수법을 이용해 주파수에 따라 변화하는 레일 지지단 동특성을 측정하였다. 연속 스프링으로 지지된 레일 응답으로부터 예측한 레일의 보존에너지를 이용해 결함에 대한 파동 전파의 민감도를 해석하였다. 민감도 해석 결과와 동적지지강성 변화를 측정하여 손상지수를 계산하고 결함 위치를 추정하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.47-53
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• 2019

Polydimethylsiloxane (PDMS)를 베이스 기판으로 사용하고 이보다 강성도가 높은 polytetrafluoroethylene(PTFE)를 island 기판으로 사용한 soft PDMS/hard PDMS/PTFE 구조의 강성도 경사형 신축 패키지를 형성하고, 이의 신축변형에 따른 저항특성을 분석하였다. PDMS/PTFE 기판패드에 50 ㎛ 직경의 칩 범프들을 anisotropic conductive paste를 사용하여 실장한 플립칩 접속부는 96 mΩ의 평균 접속저항을 나타내었다. Soft PDMS/hard PDMS/PTFE 구조의 신축 패키지를 30% 변형률로 인장시 PTFE의 변형률이 1%로 억제되었으며, PTFE 기판에 형성한 회로저항의 중가는 1%로 무시할 정도였다. 0~30% 범위의 신축변형 싸이클을 2,500회 반복시 회로저항이 1.7% 증가하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.32-38
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• 1999

An experimental study is performed to investigate the frequency effects of the excitation force on the linear stiffness and damping coefficients of a LOP (load on pad) type five-pad tilting pad journal bearing with the diameter of 300.91 mm and the length of 149.80 mm. The main parameter of interest in the present work is excitation frequency to shake the test bearing. The excitation frequency is controlled independently, using orthogonally mounted hydraulic exciters. The relative movement between the bearing and shaft, and the acceleration of the bearing casing are measured as a function of excitation frequency using the different values of bearing load and shaft speed. Measurements show that the variation of excitation frequency has quite a little effect on both stiffness and damping coefficients. Both direct stiffness and damping coefficients in the direction of bearing load decrease by the increase of shaft speed, but increase with the bearing load.