• 한국정밀공학회지
• /
• 제30권8호
• /
• pp.797-801
• /
• 2013

Today's automotive industry is evolving toward low-emissions or zero-emissions high-efficiency vehicles. Highly efficient power sources are required, as well as high strength steels for various parts to increase safety. In this study, we investigated the roll-forming process for the development of high strength, lightweight steel bumper beams. The roll-forming process was analyzed using the software package Shape-RF in combination with a rigid-plastic finite element method model. An optimal roll-forming process based on roll-pass was obtained using finite element method simulations.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.58-65
• /
• 2003

The conventional forming process such as squeeze casting or die casting for fabricating metal matrix composites products have a disadvantage such as non homogenous distribution of reinforcement, weak bonding between matrix and reinforcement and cost increase in parts fabrication. Thixoforming process has been accepted as a new method for fabricating the net shaped metal matrix composites with lightweight and wear resistance. In this paper, the effect of volume fraction and reinforcement sizes on mechanical properties in cylinder liner part of metal matrix composites has been investigated with processes parameters such as pressure and velocity. Moreover, the methods to obtain the thixoforged composites cylinder liner with high quality has been proposed. To evaluate the composites cylinder linear fabricated at the conditions proposed in this study, mechanical properties of fabricated composites cylinder linear were compared with those of commercial composites cylinder linear.

• Spatial Information Research
• /
• 제19권4호
• /
• pp.73-79
• /
• 2011

최근 공간영상정보 수요가 증가함에 따라 신속하게 공간정보를 구축할 수 있는 모바일매핑시스템의 필요성이 높아지고 있다. 모바일매핑시스템은 일정한 속도로 주행하면서 공간정보를 취득하기 때문에 고가의 높은 정밀도를 보장하는 관측시스템(다수의 카메라, IMU/GPS, 시각동기화 장치, 자료취득 및 처리장치)으로 구성된다. 이러한 관측시스템 구성은 자료 생산 과정이 복잡해지고 일정 수준 이상의 차량 조건을 만족해야하기 때문에 적용이 제한적이다. 본 연구에서는 고속카메라를 이용하여 시각동기화 장치를 대체하고, MEMS IMU/GPS로도 양질의 공간영상정보를 구축할 수 있는 경량모바일매핑시스템의 구축 방안을 제안한다. 기존 시스템 구조 및 처리 과정이 단순화되어 구축 및 운용비용이 줄어들고, 휴대가 가능한 수준으로 크기로 줄어들어 다양한 부문에서도 신속한 공간영상정보를 신속하게 생산 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제35권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2017

IMicrostructure evolution and tensile property in the weld heat-affected zone (HAZ) of austenitic Fe-30Mn-9Al-0.9C lightweight steels were investigated. Five alloys with different V and Nb content were prepared by vacuum induction melting and hot rolling process. The HAZ samples were simulated by a Gleeble simulator with welding condition of 300kJ/cm heat input and HAZ peak temperatures of $1150^{\circ}C$ and $1250^{\circ}C$. Microstructures of base steels and HAZ samples were observed by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), and their mechanical properties were evaluated by tensile tests. The addition of V and Nb formed fine V and/or Nb-rich carbides, and these carbides increased tensile and yield strength of base steels by grain refinement and precipitation hardening. During thermal cycle for HAZ simulation, the grain growth occurred and the ordered carbide (${\kappa}-carbide$) formed in the HAZs. The yield strength of HAZ samples (HAZ 1) simulated in $1150^{\circ}C$ peak temperature was higher as compared to the base steel due to the formation of ${\kappa}-carbide$, while the yield strength of the HAZ samples (HAZ 2) simulated in $1250^{\circ}C$ decreased as compared to HAZ 1 due to the excessive grain growth.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제58권2호
• /
• pp.277-300
• /
• 2016

Cold-formed steel (CFS) sections are becoming an increasingly popular solution for constructing floors in residential, healthcare and education buildings. Their reduced weight, however, makes them prone to excessive vibrations, increasing the need for accurate prediction of CFS floor modal properties. By combining experimental modal analysis of a full-scale CFS framed building and its floors and their numerical finite element (FE) modelling this paper demonstrates that the existing methods (based on the best engineering judgement) for predicting CFS floor modal properties are unreliable. They can yield over 40% difference between the predicted and measured natural frequencies for important modes of vibration. This is because the methods were adopted from other floor types (e.g., timber or standard steel-concrete composite floors) and do not take into account specific features of CFS floors. Using the adjusted and then updated FE model, featuring semi-rigid connections led to markedly improved results. The first four measured and calculated CFS floor natural frequencies matched exactly and all relevant modal assurance criterion (MAC) values were above 90%. The introduction of flexible supports and more realistic modelling of the floor boundary conditions, as well as non-structural $fa{\c{c}}ade$ walls, proved to be crucial in the development of the new more successful modelling strategy. The process used to develop 10 identified and experimentally verified FE modelling parameters is based on published information and parameter adjustment resulting from FE model updating. This can be utilised for future design of similar lightweight steel floors in prefabricated buildings when checking their vibration serviceability, likely to be their governing design criterion.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.5176-5183
• /
• 2013

일반적으로 국내에서의 경량기포콘크리트는 건축용 온도구조용 단열재나 토목용 폐공 채움재, 터널의 뒤채움재 등으로 사용되고 있으며 기타 사무실 바닥 충전재, 경량블록제조 등으로 사용되어지고 있다. 이러한 경량기포콘크리트의 사용범위를 확대하여 연약지반에 도로건설시 등간격으로 말뚝을 설치하여 기층으로 사용하는 공법을 연구중에 있다. 본 연구에서는 경량포장체의 연약지반에서의 거동 특성을 분석하기위해 지오센트리퓨지 시험을 이용하였다. 실제 포장체를 1/30로 축소한 슬래브 형태의 모형을 카올리나이트로 조성된 연약지반에서 시험을 실시하였다. 말뚝 배열은 무리말뚝(36본 $3{\times}12$)로 제작하여 사용하였다. 시험 중력 레벨은 실중력의 30배로 원심력을 작용하여 실험하였으며 이때 작용하는 경량포장체 모형의 거동특성을 바탕으로 실제 경량포장체의 거동특성을 추정하였다. FMA해석결과의 10배인 39.4kg(실제 하중35ton)의 횡하중를 가했을 경우 7.8mm(실제 거동 23.4mm)의 미세한 거동만 있었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.208-213
• /
• 2009

석탄 화력발전소에서 발생되는 바닥재와 준설토를 이용하여 인공경량골재를 제조하였다. 소성 옹도별, 골재 조 성별, 그리고 석회석($CaCO_3$)을 코팅 양별 비교를 통하여 골재 표면에 형성된 융제량의 변화, 비중, 흡수율, 절단면 관찰 등의 골재 물성 비교가 수행되었다. 결론적으로 골재 무게비 $CaCO_3$ 10%를 골재 표면에 코팅하여 표면개질을 암으로써 골재 내부의 거대 기공의 형성을 억제시켜 비중을 조절할 수 있었으며, 표면 융제를 대폭 감소시켜 골재간 융착 현상을 방지할수 있으며, 흡수율 또한 효과적으로 감소시켜 경량골재를 포함한 경량콘크리트 타설시 펌핑 문제를 향상시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• Composites Research
• /
• 제31권5호
• /
• pp.227-237
• /
• 2018

본 논문에서는 밀폐/협소의 공간에 적용을 위한 이동형 용접 로봇의 매니퓰레이터의 경량화 및 단열 성능 확보를 위한 설계 적용 연구 내용을 나타내었다. 선박 및 해양플랜트와 같이 구조가 복합하고 협소한 공간에 대한 용접 작업을 위하여 용접사를 작업 대상물 외부에서 용접로봇을 이용한 용접작업을 위하여 다양한 로봇 플랫폼이 개발되고 있다. 일반적인 로봇의 개발 과정은 적용 환경과 요구조건을 고려하여 기계 개발, 전자 장치 개발, 제어 알고리즘 개발 및 통합 검증으로 이루어 진다. 용접로봇의 완성도 높은 개발을 위하여 로봇 플랫폼의 기본 설계에서 환경 조건을 고려한 로봇 매니퓰레이터의 경량 설계를 수행하였다. 또한, 단열성능 및 냉각 성능 확보를 위한 소재 선정과 검증, 해석 및 시험의 과정을 거처 개발된 로봇과 연구 결과를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제25권10호
• /
• pp.1514-1519
• /
• 2001

This paper is concerned with design, manufacturing and performance test of LIPCA ( Lightweight Piezo- composite Curved Actuator) using a top carbon fiber composite layer with near -zero CTE(coefficient of thermal expansion), a middle PZT ceramic wafer and a bottom glass/epoxy layer with high CTE. The main point of this design is to replace the heavy metal layers of THUNDER by thigh tweight fiber reinforced plastic layers without losing capabilities to generate high force and large displacement. It is possible to save weight up to about 30% if we replace the metallic backing material by the light fiber composite layer. We can also have design flexibility by selecting the fiber direction and the size of prepreg layers. In addition to the lightweight advantage and design flexibility, the proposed device can be manufactured without adhesive layers when we use epoxy resin prepreg system. Glass/epoxy prepregs, a ceramic wafer with electrode surfaces, and a graphite/epoxy prepreg were simply stacked and cured at an elevated temperature (177 $^{circ}C$ after following an autoclave bagging process. It was found that the manufactured composite laminate device had a sufficient curvature after detached from a flat mold. The analysis method of the cure curvature of LIPCA using the classical lamination theory is presented. The predicted curvatures are fairly in agreement with the experimental ones. In order to investigate the merits of LIPCA, a performance test of both LIPCA and THUNDE$^{TM}$ were conducted under the same boundary conditions. From the experimental actuation tests, it was observed that the developed actuator could generate larger actuation displacement than THUNDERT$^{TM}$.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.218-224
• /
• 2007

PZT와 같은 압전 재료는 능동 진동 억제 분야에서 널리 사용되고 있지만 단일 PZT의 경우 장착 과정에서의 손상, 전기 누전, 낮은 피로 성능과 같은 문제가 지적되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 LIPCA 작동기는 여러 층의 복합재료와 PZT 층으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 LIPCA 작동기를 끝단 질량이 부착된 알루미늄 외팔보의 진동을 억제하는데 적용하였다. 양변위 되먹임 제어 알고리듬을 사용하였으며, 필터 주파수를 대상 모드의 첫 번째 고유진동수에 맞추었다. 실험적으로 구한 알루미늄 보의 고유 진동수는 유한요소 해석의 결과와 잘 일치하였다. LIPCA 작동기를 능동 진동제어에 적용할 때 효율성을 시간과 주파수 영역에서 확인하고자 하였는데, 실험 결과 PPF제어를 사용한 LIPCA 작동기가 자유 진동의 안정화 시간과 강제 진동의 진폭을 효과적으로 제어할 수 있었다. 사례 연구로 다른 두께를 가지는 보의 강제 진동 제어를 수행하였다.