• Title/Summary/Keyword: 공진 주파수 분석

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공회전시 비틀림 진동 저감을 위한 클러치 비틀림 특성 연구 (A Stdy on Clutch-disc Torsional Characteristics for Torsional Vibration Reduction at Idling)

  • 홍동표;정태진;김상수;태신호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1994년도 춘계학술대회논문집; 영남대학교, 20 May 1994
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    • pp.82-87
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    • 1994
  • 자동차 엔진의 주기적인 연소과정 동아네 생성된 힘에 의해 엔진의 크랭크 샤프트에 회전 불균일성이 나타난다. 이것은 엔진 플라이휘일 부분에 비틀림 변동토크를 발생시키고, 이 토크는 클러치를 통하여 변속기의 인풋기어(input gear)에 전달되어 변속기에 비틀림 진동을 일으키는 주요 원인이 된다. 공회전시 변속기에서 기어의 충돌은 주로 이 비틀림 변동토크에 의해 발생하며, 이 충돌은 차내 소음의 원인이 된다. 또한 엔진의 경량화 및 고출력화에 따른 회전수 변동의 증가는 비틀림 변동토크를 증가시켜 변속기에 커다란 진동을 초래한다. 시뮬레이션을 사용한 클러치 비틀림 기구의 적절한 특성치를 구하는 것은 클러치 설계에 효율적이고, 이미 여러 연구 결과들이 보고되었다. H.Arai은 2자유도 비선형 모델을 사용하여 클러치 접속시 발생하는 외란과 계의 안정성을 고려하여 치타음 저감을 위한 시뮬레이션을 수행하였고, S.Ohnuma은 비선형 2단 비틀림 특성을 가진 클러치 디스크의 설계에 대해서, 그리고, T.Fujimoto와 R.J.Comparin는 치타음의 발생구조와 특성을 고찰하고 비선형 비틀림 공진 저감에 의한 치타음 저감 기법에 대하여 연구하였다. 그리고, Wu Hui-Le는 자동차 동력전달계의 비틀림 진동 현상을 실험과 이론적인 계산을 통해 연구하였고, G.J.Fudala는 다자유도 모델을 이용하여 클러치의 비틀림 특성에 따라 주파수분석을 수행하여 치타음 저감 방법을 연구하였다. 또한, T.Sakai는 5자유도 모델을 이용하여 엔진 공회전시 발생하는 치타음에 대해 이론과 실험을 통해 해석하고, 엔진 회전수 변동, 클러치 특성, 변속기의 드래그(drag) 토크의 영향과 치타음 저감을 위한 개선된 클러치 특성을 제시하였다. 클러치는 동력을 전달 또는 차단하는 기능 뿐만 아니라 엔진이나 변속기에서 발생하는 소음이나 진동을 저감시키는 기능을 가지고 있다. 따라서 엔진 공회전시에 발생하는 치타음(rattle noise)이나 비틀림 진동을 저감시키는 방법으로는 여러가지가 있으나 클러치 디스크(clutch disc)의 비틀림 기구의 설계 인자들을 적절히 조절함으로써 변속기의 인풋기어에 전달되는 비틀림 진동을 저감시키는 방법이 일반적으로 수행되어지고 있다. 본 연구는 4 실린더 4 싸이클 1.5L 엔진을 장착한 경승용차의 실차실험을 통해 공회전시 엔진 플라이휘일과 인풋기어에서의 회전수 변동을 측정하고, 이 실험 데이타를 기초로 하여 엔진 토크 및 변속기에서의 드래그 토크를 계산하여 엔진-변속기 인풋기어의 반한정계 2자유도 진동모델과 비틀림 특성을 가진 클러치 디스크의 프리댐퍼 영역에 대해 시뮬레이션을 수행하여 클러치 비틀림 기구의 설계인자인 비틀림 강성, 히스테리시스 토크에 따른 비틀림 진동 저감 효과를 연구하고자 한다.

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$ZrO_2$가 첨가된 Ba(${Zn_{1/3}}{Ta_{2/3}}$)$O_3$의 미세구조 및 유전특성 연구 (Structural and Microwave Dielectric Properties of $ZrO_2$Doped Ba(${Zn_{1/3}}{Ta_{2/3}}$)$O_3$Ceramics)

  • 조범준;양정인;남산;최창학;이확주;박현민;류선윤
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.117-121
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    • 2001
  • 본 연구에서는 Zr $O_2$첨가가 Ba(Zn$_{1}$3/Ta$_{2}$3/) $O_3$(BZT)세라믹의 구조와 고주파 유전특성에 미치는 영향을 조사하였다. 모든 시료에서 $Ba_{5}$Ta$_4$ $O_{15}$ 이차상이 발견되었으며 Zr $O_2$의 첨가량이 증가하면 $Ba_{5}$Ta$_4$ $O_{15}$ 상의 양은 감소하였다. 반면에 Zr $O_2$의 첨가량이 1.5 mol% 이상인 시료에서는 $Ba_{0.5}$Ta $O_3$상이 발견되었다. BZT의 입자 크기는 약 1$mu extrm{m}$ 정도였지만, Zr $O_2$를 첨가하면 입자 크기가 증가하였다. SEM 및 TEM 분석에 의하여 Zr $O_2$가 첨가되면 액상이 존재하는 것을 알 수 있었으며, 이로 인하여 입자가 성장되는 것이 발견되었다. 시편의 밀도는 소량의 Zr $O_2$를 첨가하면 증가하지만 Zr $O_2$첨가량이 증가하면 감소하였다. 유전율은 모든 시료가 27에서 30 사이의 값을 가지고 있었다. 공진주파수 온도계수는 소량의 Zr $O_2$을 첨가하였을 때는 변화하지 않았지만 첨가량이 2.5 mol% 이상에서는 증가하였다. Q$\times$f 값은 Zr $O_2$을 첨가하면 증가하였고, 입자 성장이 완료되는 조성에서 최대 값을 보였다. 본 연구에서는 Zr $O_2$를 2.0 mol% 첨가하고 15$50^{\circ}C$에서 10시간 소결한 시료에서 최대의 Q$\times$f 값(164,000)을 얻을 수 있었다.다.다.

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평면 구조의 마이너스 군지연 회로 설계 (A Planar Implementation of a Negative Group Delay Circuit)

  • 정용채;최흥재;;김철동;임종식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.236-244
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    • 2010
  • 본 논문에서는 기존에 제안된 일반적인 집중 소자 마이너스 군지연 회로가 설계시 사용 가능한 소자 값이 제한되어 있다는 점에 착안하여 마이너스 군지연 회로(Negative Group Delay Circuit: NGDC)를 평면 구조로 설계할 수 있는 방법에 관하여 제안한다. 몇 가지 형태의 집중 소자 회로를 해석하여 마이너스 군지연 특성을 얻을 수 있는 조건을 분석하고, 이를 수식화하여 설계에 이용할 수 있도록 하였다. 또한 전송 선로 공진기의 개념을 도입하여 집중 소자를 분산 소자로 변환할 수 있도록 하였다. 설계 예시로써, 군지연 시간이 -8 ns인 집중 소자 및 평면 구조의 1단 NGDC를 설계하여 비교하였다. 상용 주파수 대역 내에서 엄격한 평탄도 요구 조건을 만족시키는 마이너스 군지연 응답을 얻기 위하여, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 하향 대역에서 총군지연 시간이 -5.6 ns, 삽입 손실이 -0.2 dB, 대역폭이 30 MHz(2.125~2.155 GHz)이며, 해당 대역 내에서 삽입 손실 평탄도가 0.1 dB, 군지연 평탄도가 0.5 ns 이내인 평면 구조 2단 NGDC를 제작하였다. 제안하는 NGDC의 유용성을 검토하기 위하여 간단한 신호 상쇄 루프에 대한 실험을 수행하였으며, 뛰어난 신호 상쇄 효과를 얻을 수 있었다.

산화물 박막을 이용한 인덕터, 캐패시터 및 LC 복합 소자 제조 (Fabrication of Inductors, Capacitors and LC Hybrid Devices using Oxides Thin Films)

  • 김민홍;여환국;황기현;이대형;김인태;윤의준;김형준;박순자
    • 한국재료학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.175-179
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    • 1997
  • 고밀도 고기능 전자기기의 발전과 고주파 이동통신의 증대에 따라 전자소자의 소형화, 집적화가 요구되고 있으며, 이는 전자소자의 박막화를 필요로 한다. 캐패시터, 인덕터는 전기 회로를 구성하는 기본적인 소자로서 그 응용 범위는 무수히 많으며, 따라서 이들 소자의 박막화는 전자소자의 소형화, 경량화에 큰 영향을 끼치리라 생각된다. 본 연구에서는 강자성 및 강유전 산화물 박막을 이용하여 인덕터, 캐터시터, LC 복합소자를 제조하였다. 고온 산화분위기에서 안정한 Au를 리프트 오프법으로 금속배선 패턴을 향상하였고, 스퍼터링, 화학기상증착법 등을 이용하여 산화물 박막을 증착하였다. 0.5-15GHz에서 network analyzer로 측정하고 Microwave Design System으로 분석한 결과 5nH의 인덕턴스, 10,000pF의 캐패스턴스, $10^{6}-10^{9}Hz$ 정도의 공진 주파수 값을 얻었다.

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MZR을 이용한 2.4 GHz WiFi 대역 소형 단말기 안테나 설계 (Design of Miniaturization Terminal Antenna for 2.4 GHz WiFi Band with MZR)

  • 이영훈
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.14-21
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    • 2019
  • 본 논문에서는 MZR을 사용하여 2.4GHz WiFi대역에서 동작하는 온 보드(on-board) 초소형 안테나를 구현하였다. 설계한 안테나는 소형 단말기 PCB의 크기가 $78{\times}38{\times}0.8mm^3$이며, 시스템의 크기는 $63{\times}38{\times}0.8mm^3$이고, 방사부의 크기는 $15{\times}38{\times}0.8mm^3$인 제한조건에서 동작하는 초소형 안테나를 구현하였다. 급전구조는 시스템 보드의 좌측 상단에 급전 점을 설정하고, 안정적인 급전을 위해 CPW구조를 사용하였고, 급전부와 안테나의 결합은 자계결합구조를 사용하였다. MZR의 공진주파수는 직렬 커패시터와 셀의 인덕턴스에 의해서 결정됨으로 셀 사이의 갭, 셀의 길이, 인터디지털(interdigital) 커패시터의 길이, 방사부와 접지면의 간격에 대하여 분석하였으며, 그 결과를 사용하여 안테나를 설계 제작하였다. 제작한 안테나는 급전구조를 포함한 안테나의 전체크기는 $20.8{\times}9.0{\times}0.8mm^3$이며, 전기적인 길이는 $0.1664{\lambda}_0{\times}0.072{\lambda}_0{\times}0.0064{\lambda}_0$이다. 측정결과 10 dB 대역폭, 이득과 방향성은 각각 440 MHz(18.3%), 0.4405 dB, 2.722 dB이다. 방사패턴은 전 방향 특성을 가지고 있음을 확인하였으며, 초소형 단말기 안테나에 적용할 수 있음을 확인하였다.

새로운 금속막대 커패시터를 적용한 감쇄모드 도파관 대역통과 여파기 (Evanescent-mode Waveguide Band-pass Filter Applied by Novel Metal Post Capacitor)

  • 김병문;윤리호;이상민;홍재표
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.775-782
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    • 2022
  • 본 논문에서는 보다 편리한 튜닝을 위해 Evanescent-Mode Rectangle Waveguide(EMRWG)에 삽입된 새로운 작은 직경의 원통형 포스트 커패시터를 제안하였다. EMRWG급전을 위한 제안된 구조는 입력 및 출력 끝에서 도파관과 동일한 너비와 높이를 갖는 단일 리지 직사각형 도파관을 사용하였다. 삽입된 포스트 커패시터는 EMRWG의 넓은 벽체 하부 중앙에 형성된 원형 홈과 상부에 삽입된 동심원기둥 포스트로 구성된다. 먼저 제안된 구조에 대한 등가회로 모델을 제시하였고, EMRWG와 단일 리지 도파관이 결합될 때 이상적인 변압기의 접합 서셉턴스와 권선비는 각각 HFSS(3d fullwave 시뮬레이터, Ansoft Co.)를 사용하여 두 가지 경우에 대해 시뮬레이션하였다. 얻어진 매개변수와 EMRWG의 특성을 이용하여 삽입된 기둥의 서셉턴스 및 공진 특성을 분석하였다. 중심주파수 4.5GHz, 대역폭 170MHz의 2포스트 필터는 WR-90 도파관을 이용하여 설계하였으며, 등가회로 모델에 대한 계산과 HFSS와 CST를 이용한 시뮬레이션 결과가 서로 일치하였다.

초음파의 비선형 특성을 이용한 콘크리트 동결융해 손상 평가 (Evaluation of Freeze-Thaw Damage on Concrete Using Nonlinear Ultrasound)

  • 최하진;김률리;이종석;민지영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.56-64
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    • 2021
  • 구조체 열화, 손상 등에 의해 발생하는 누수는 동결융해에 의한 체적 변화를 유발하는 주요 원인 중 하나이며, 콘크리트 내부의 미세균열, 표면 스케일링 등을 유발한다. 이러한 손상은 염화물 등 외기 유해물질 침투 및 확산을 가속화시킨다. 시설물 성능평가 세부지침(2020)에서 피복 콘크리트 품질과 동해환경 지표가 새롭게 제시되었으며, 피복 콘크리트 품질은 반발경도시험으로, 동해환경은 동결융해 싸이클 수로 평가한다. 본 논문에서는 빠른 동특성 기반 초음파 비선형성을 통해 동결융해에 의한 초기 미세손상을 평가하고자 하였다. 서로 다른 물-시멘트비(40%, 60%)와 공기량(1.5%, 3.0%)을 가지는 콘크리트 시험체를 제작하고, 동결융해 싸이클 수를 증가시키며 압축강도, 반발경도, 상대동 탄성계수, 초음파 비선형성을 측정하였으며, SEM을 활용하여 미세균열 발생 및 진전을 분석하였다. 그 결과, 상대동탄성계수 및 반발경도로는 확인이 어려웠던 초기 미세손상을 공진주파수 비선형성 측정을 통해 탐지할 수 있었으며, 콘크리트의 동결융해 저항성능을 예측할 수 있다는 가능성을 확인하였다.

제자리 비행 조건에서 쿼드로터의 감쇠 테이프를 이용한 수동적 진동 제어 설계 방법 연구 (Design approach of passive vibration control using damping tape for quadrotor drone in hover)

  • 김세준;김형모;천성우;김성준;조해성;강래형
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.37-45
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    • 2024
  • 본 논문에서는 쿼드로터형 드론의 제자리 비행 상태에서 제어부에 전달되는 수직 방향 진동을 저감하기 위한 수동적 진동 제어 방법에 따른 설계 방법을 제시하였다. 쿼드로터형 드론의 진동 해석을 위해 유한요소 기반 이산화 모델 및 번지 케이블을 이용한 지상진동시험 모사 모델을 구축하였다. 제자리 비행 상태에서의 하중을 부여하여 동특성 평가 및 공진 회피 설계를 위한 모드 해석을 수행하여 결과를 분석하였으며, 강제진동응답해석을 수행하여 제자리 비행 상태의 운용주파수 범위 내에서의 정상상 태응답을 도출하였다. 또한 감쇠 재료의 유무에 따른 진동 저감 효과를 비교하기 위해 동일한 조건내에서 제어부에 전달되는 진동을 유발할 수 있는 위치에 점성 감쇠 테이프를 적용하여 이에 따른 정상상태응답을 도출하고 감쇠 재료를 적용하였을 경우의 진동 저감 효과 및 부착 위치에 따른 진동 저감 효과를 평가하였다.

임플란트의 직경, 길이 및 디자인변화가 임플란트 안정성지수(ISQ)에 미치는 영향 (The influence of implant diameter, length and design changes on implant stability quotient (ISQ) value in artificial bone)

  • 이정열;이원창;김민수;김종은;신상완
    • 대한치과보철학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.292-298
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    • 2012
  • 연구 목적: 이 연구의 목적은 임플란트의 직경, 길이 및 디자인의 변화가 임플란트 안정성 지수에 미치는 영향을 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 골질차이에 의한 변수를 제거하기 위해 상악골 평균밀도와 유사한 균일한(0.48g /$cm^3$) 밀도를 가진 Polyuretane foam blocks (Sawbones$^{(R)}$, Pacific Research Laboratories Inc, Vashon, Washington)을 이용, 임플란트(Implantium$^{(R)}$, Dentium, Seoul, Korea)를 다양한 직경(${\phi}3.8$, ${\phi}4.3$${\phi}4.8$)과 길이(8, 10 및 12 mm)로 식립하여 그 변화가 임플란트 안정성 지수(Implant Stability Quotient, ISQ)에 미치는 영향을 비교하였다. 또 같은 직경과 길이(${\phi}4.3{\times}10mm$)에서 submerged와 non-submerged (SimplelineII$^{(R)}$, Dentium, Seoul, Korea) 디자인이 ISQ 에 미치는 영향을 비교하였다. 식립 회전력의 영향을 배제하기 위해 동일한 35 N의 Torque로 각 실험군당 10개씩 총 60개의 임플란트를 식립하였다. Osstell$^{TM}$ mentor(Integration Diagnostic AB, Sweden)를 이용하여 공진주파수를 측정한 후 ISQ 값으로 기록하였고, 그 결과를 one-way ANOVA와 Tukey HSD test로 분석하였다(${\alpha}$=.05). 결과: 1. 임플란트 직경의 변화는 ISQ에 영향을 미치지 않았으나(P>.05), 임플란트 길이가 증가함에 따라 ISQ도 증가하였다(P<.001). 2. 임플란트 디자인의 변화는 ISQ와 유의한 상관관계를 보여 Submerged 디자인의 ISQ가 non-submerged 디자인보다 높게 나타났다(P<.05). 결론: 임플란트 안정성을 높이기 위해서는 가능한 길이가 긴 임플란트를 식립하는 것이 유리하며, 같은 길이의 임플란트에서 볼 때 Non-submerged 디자인보다 submerged 디자인이 더 높은 ISQ를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

임플란트 길이, 직경 및 식립 위치에 따른 임플란트 안정성에 관한 후향적 연구 (Retrospective study of implant stability according to the implant length, diameter and position)

  • 김지혜;전진용;허유리;손미경
    • 대한치과보철학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.269-275
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    • 2013
  • 연구 목적: 이 연구는 임플란트 직경, 길이 및 식립 부위가 임플란트의 안정성에 미치는 영향을 후향적 평가를 통해 비교, 분석하고자 하였다. 연구 대상 및 방법: 72명의 환자에게 식립된 총 90개의 임플란트(US II plus$^{TM}$, Osstem co, Busan, Korea)를 대상으로 임플란트 식립 직후와 인상 채득 당시에 공진주파수분석법(RFA)으로 임플란트 안정성 지수(ISQ)가 측정되었다. 상 하악에 식립된 직경은 4 mm와 5 mm이고 길이는 10 mm, 11.5 mm, 13 mm인 임플란트가 실험대상으로 선택되었다. 측정된 ISQ 값의 평균과 표준편차를 구하고 우선적으로 성별에 따른 차이를 확인하기 위하여 Independent t-test를 시행하였다. 임플란트 직경, 길이, 식립부위에 따른 ISQ 값의 실험군간 차이는 One-way ANOVA를 이용해 분석하였고, 사후검정을 위해 Tukey HSD test가 사용되었다. 임플란트 식립시와 인상채득시의 차이는 paired t-test로 분석하였다. 결과:인상채득시가 임플란트 식립 직후보다 임플란트 안정성의 증가가 관찰되었다. 임플란트 길이가 증가할수록 ISQ 값은 증가하였으나 통계적으로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 직경 5 mm 임플란트는 4 mm 임플란트 보다 유의성 있게 높은 ISQ 값을 보였다(P<.05). 하악에 식립된 임플란트가 상악보다 더 높은 ISQ값을 보였다(P<.05). 결론:본연구결과, 임플란트 안정성을 높이기 위해서는 직경이 큰 임플란트를 사용하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 또한, 상악보다는 하악에서 더 높은 임플란트 안정성이 확인되었다. 임플란트 식립 직후의 일차 안정성보다 골유착 후 이차 안정성이 더 높게 나타남으로서 RFA를 이용한 방법이 골유착을 통한 임플란트 안정성의 변화를 평가함에 있어 임상적으로 유용한 것으로 판단된다. 임플란트 안정성 평가와 이에 영향을 주는 요소들에 대한 고려는 임플란트 하중 시기를 결정하고 임플란트 성공률을 증가시키는데 도움이 될 것이다.