• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.9-14
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• 2018

가스스프링은 가스가 압축될 때 가지게 되는 압력을 스프링과 같이 사용하는 형태로, 광범위한 산업분야에 사용되고 있고 그 수요 또한 증가하고 있다. 이 가스스프링은 압축 스프링과 인장 스프링으로 나뉠 수 가 있는데, 압축 스프링과 달리인장 스프링의 경우는 피스톤 속도 제어에 대한 연구가 많이 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 2중 실린더 구조를 갖는 인장 가스스프링에서의 압력 손실 계산을 통하여 피스톤 반발압력의 크기를 이론적으로 예측하였고, 피스톤과 실린더 사이의 마찰이 작은 경우와 큰 경우에 대하여 피스톤의 실제 거동을 모사해 보았다. 수치해석을 위해서는 유동해석분야에서 가장 널리 사용되고 있는 FLUENT를 이용하였고, 피스톤의 거동을 모사하기 위하여 FLUENT에서 제공하는 6-DOF 모델과 사용자정의함수(User Defined Function)를 사용하였다. 격자는 Layering 기법만으로도 Dynamic mesh가 성공적으로 구현되도록 피스톤 전후의 유동영역을 따로 분할하여 다른 형태의 격자를 생성하였다. 해석 결과 두 경우 다 최종적으로는 목표로 하는 속도로 피스톤이 복귀하는 결과를 보였으나, 최종 속도에 도달하는 과정에서 다른 차이를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.125-130
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• 2019

가스스프링은 그 사용 목적에 따라 다양한 설계가 가능하여 많은 분야에서 사용되고 있고 그 사용량도 계속하여 증가하고 있다. 본 연구에서는 가스스프링을 압축할 경우 반발력을 감소시키고 피스톤이 복귀할 때 저속으로 복귀할 수 있도록 설계된, 오리피스 홀을 갖는 피스톤의 가스스프링 실린더 내부에서의 거동을 전산유체해석을 이용하여 예측해 보았다. 해석결과 가스스프링 내의 초기 가스압을 일정 수준 이상으로 증가시키면 피스톤의 복귀속도가 시간에 따라 감소하지 않고 일정하게 유지됨을 알 수 있었다. 오리피스 홀 사이즈가 피스톤 복귀속도에 미치는 영향을 해석을 통해 알아보았다. 오리피스 홀 사이즈를 줄이게 되면 피스톤 양단의 압력 차가 증가하여 피스톤 전진속도가 감소하게 되고 보다 등속으로 운동하게 됨을 알 수 있었다. 마지막으로 피스톤의 속도가 일정하다는 가정에서 초기 가스압에 따른 피스톤의 복귀속도를 이론적인 방법으로 도출하였고, 여러 초기 가스압에 대한 해석 결과와 비교하였다. 비교결과 이론적으로 도출한 해와 해석결과로부터 얻어진 결과 값이 거의 일치함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.7166-7175
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• 2015

본 논문은 대형 텔레비전 스탠드의 높이 조절에 있어 마찰력 감소를 위한 가스 스프링 사용에 대한 연구이다. 대상은 가스 스프링을 사용하는 50인치 이상의 대형 텔레비전의 높이 조절 동작에 적용되었다. 높이 조절 동작에 마찰력 감소를 얻기 위해서는 피스톤 로드에 작용하는 가스 씰 조임 기술을 개발해야 한다. 가스 씰 조임 기술이 작용하기 위해서는 가스 씰 조임 부의 내경, 커팅 각도 설계 및 소재 변경을 통해서 마찰력 향상을 얻을 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.46-51
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• 2008

본 연구에서는 비선형 디스크 스프링과 고무링으로 구성된 완충장치의 감쇠에 관하여 연구하였다. 고무링의 마찰력과 디스크 스프링의 이력현상을 측정하여, 디스크 스프링의 적층 배열에 따른 이력곡선을 근사하고, 소산되는 에너지의 양을 추산하였다. 마찰력과 소산 에너지에 근거하여 네 종류의 감쇠 해석모델을 제시하였으며, 각각의 모델에 대한 충격응답을 고찰하였다. 고무링의 마찰력보다는 디스크 스프링의 이력현상이 완충장치의 감쇠거동에서 더 큰 영향을 미치었다. 가장 실용적인 감쇠 모델로는 소산되는 총 에너지의 양에 근거한 등가 점성 감쇠 모델이 다른 감쇠 모델보다 적합하다는 결론을 얻었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.170-175
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• 1996

경수로용 원전연료의 고연소에 따른 핵분열 가스 증가에 대비하여 플레넘 부피를 최대한으로 확보하기 위하여 연료봉 압축스프링의 부피를 최소화하는 설계 최적화에 대한 연구를 수행하였다. 연료봉 설계변경이나 제조공정에 따른 요구사항을 용이하게 반영할 수 있도록, 최적설계 Software Package인 IDESIGN을 이용하여 최적설계 프로그램을 작성하였으며, 구해진 설계변수값 부근에서 다시 반복 계산을 수행하여 설계변수들의 자릿수를 조정할 수 있게 하였다. 한편, 스프링의 좌굴특성을 향상시키기 위하여 연료봉으로부터 돌출된 스프링의 피치는 작게 하고 연료봉 플레넘 길이내의 피치는 더욱 크게 하는 부등피치 압축스프링은 균일피치의 경우와 거의 동일한 방법으로 설계되며, 각 구역의 설계값은, 스프링 제조설비를 고려하여 실험적으로 결정될 상수를 포함한, 9개의 미지수에 대한 9개의 연립방정식의 해를 구하여 결정된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8274-8283
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• 2015

텔레비전의 가스 스프링은 롱 스트로크 (200 ~ 300mm, TV 상승 변위) 하에서 작동 할 때 피스톤 속도의 제어가 가능하다. 이 원리에 의해서 사용자는 높낮이 조절이 가능하다. 먼저 피스톤의 흐름 해석을 수행하였다. 정확한 관형 단면을 위한 피스톤 속도 조절기술을 조사하였다. 유동률 제어 및 높낮이 작용을 위한 피스톤 구조를 제안되었다. 본 연구는 대형 텔레비전 스탠드를 통해 50 인치 이상 TV의 가스 스프링의 개발을 위한 것이다. 최적 피스톤 로드 제어를 위한 중공축(외경 19.9mm, 내경 13.9mm)에 질소 개스(0.3m/s)를 주입하였다. 그 결과, 유동율이 증대함에 따라 피스톤 로드의 압력강하는 외력의 변화 없이 증대되었다. 결과적으로, 가스스프링을 통한 변위의 제어는 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7745-7753
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• 2015

텔레비전의 가스 스프링은 롱 스트로크 (200 ~ 300mm, TV 상승 변위) 하에서 작동 할 때 피스톤 속도의 제어가 가능하다. 이 원리에 의해서 사용자는 높낮이 조절이 가능하다. 먼저 피스톤의 흐름 해석을 수행하였다. 정확한 관형 단면을 위한 피스톤 속도 조절기술을 조사하였다. 유동률 제어 및 높낮이 작용을 위한 피스톤 구조를 제안되었다. 본 연구는 대형 텔레비전 스탠드를 통해 50 인치 이상 TV의 가스 스프링의 개발을 위한 것이다. 최적 피스톤 로드 제어를 위한 중공축(외경 19.9mm, 내경 13.9mm)에 질소 개스(0.3m/s)를 주입하였다. 그 결과, 유동율이 증대함에 따라 피스톤 로드의 압력강하는 외력의 변화 없이 증대되었다. 결과적으로, 가스스프링을 통한 변위의 제어는 가능하다.

• 한국가스학회지
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• 제22권5호
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• pp.18-23
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• 2018

본 연구에서는 CNG자동차 인젝터의 외부 환경온도에 따른 인젝터의 분사량을 분석하고자 한다. 특히 냉간 시동시와 같은 조건에서 분사량의 변화를 측정하여 저온환경이 가스인젝터 성능에 미치는 영향을 파악하고자 하며, 가스 인젝터 내부의 스프링 특성을 다르게 하여 실험을 진행 하였다. 실험 장치는 연료 공급부, 유량 측정부, 온도 챔버와 인젝터 제어부로 구성하였다. 실험결과를 통해 저온환경일수록 가스인젝터의 초기 분사량이 증가하였으며, 스프링길이 증가에 따른 니들의 열리는 시간(무효분사시간)이 지연됨을 확인하였다.

• 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.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2006년도 학술발표대회 논문집
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• pp.101-115
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• 2006