• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.11
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• pp.2082-2089
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• 1992

An experimental study on forging an axi-symmetric dome type of AISI4130 was carried out using modeling material. In order to verify the validity of the experimental data, a similarity study between plasticine and AISI4130 has been made. Friction conditions were characterized by ring test for the various lubricants. For the closed-die forging experiments of an axi-symmetric dome type of AISI4130 using the plasticine, various cylindrical billets with different aspect ratios were forged and different flash width to thickness(W/T) ratios were used in order to determine the optimum forging conditions. As W/T ratios decrease forging loads decrease while excess volumes increase. It was found out that the experimental results reproduce the similiar results available in the literature. As a result of these experiments, it was construed physical modeling is an excellent tool for forging process simulation at a practical level.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1997.10a
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• pp.167-172
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• 1997

초전도체를 기계요소중 하나인 베어링에 응용하기 위한 연구는 임계온도가 액체질소의 비등점(77K)보다 높은 산화물 고온 초전도체가 발견된 이후 시작되었으며, 특히 최근에는 $10^4A/cm^2$이상의 임계전류밀도를 갖는 덩어리형 고온 초전도체가 용융공정을 통해 개발되어, 큰 부하지지력을 갖고 10$^{-8}$ 이하의 마찰계수를 갖는 초전도 마그네틱 베어링으로서 플라이휠 같은 에너지 저장장치에 적용시키는 연구가 국내외적으로 진행되고 있다. 고온 초전도체를 사용한 반발식 수동형 미그네틱 베어링은 Meissner effect뿐 아니라 Fluxpinning effect에 의해 자체적으로 외란에 대한 위치안정성을 가지며, 히스테리시스 손실에 의한 에너지 소산을 통해 외란에 대해 강한 감쇠능력을 가진다는 장점을 가지고 있으며, 대중량을 지지할 수 있다. 이러한 초전도체의 특성에 관한 정량적 수치해석은 초전도 베어링의 설계에 필수적이나 아직 국내에서는 그러한 시도가 없었다. 이러한 여건을 고려하여 본 연구에서는 초전도체와 자석간의 부상력 변화를 2차원 Slab모델로 수치해석하여 히스테리시스라는 주요한 특성을 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1992.11a
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• pp.13-18
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• 1992

대형 틸팅패드 저어널베어링은 고속안정성 특성이 우수한 베어링으로서 시스템의 안정성이 매우 중요시되는 터빈발전기 등 대형 고속 회전기계에 많이 사용되고 있다. 그런데 이들 대형 저어널베어링에서는 유막의 온도상승이 매우 많고, 유체의 흐름이 거의 난류영역에 이르기 때문에 베어링의 운전특성을 정확하게 예측하기가 어려운 실정이다. Hopf & Schuler는 대형 틸팅패드 저어널베어링에 대한 실험적 연구에서 유동상태에 따라 베어링의 온도분포가 서로 달라진다고 발표하였다. 대형 틸팅패드 저어널베어링은 구조적으로 유동상태가 복잡할 뿐만 아니라 계산과정도 까다로운 편이어서 온도상승과 난류를 고려하여 엄밀하게 운전특성을 예측한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어리으이 운전특성을 보다 엄밀하게 예측하기 위하여 3차원 적으로 유막의 점도변화 및 패드에서의 열전달을 고려하고, 와점성계수를 이용한 난류윤활이론을 사용하여 유막의 온도상승 및 난류가 베어링의 온도분포, 부하능력, 마찰손실 등의 운전특성에 미치는 영햐을 보다 엄밀하게 제시하고자 한다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.13 no.5
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• pp.1023-1028
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• 2018

Mechanical gears driven by direct contact have problems including noise, vibration and heat. In order to, solve these problems, magnetic gears having a non-contact magnetic coupling have been proposed. Through various studies on magnetic gears, we found that losses are changed when the number of magnetic poles varies in the same gear ratio. For this reason, research team expect the iron loss of the magnetic gear and the Eddy current loss of the permanent magnet will have a certain tendency depending on the number of poles. This paper identified the magnetic gear's loss tendency according to the number of poles, and laid the basis for efficiency improvement design.

• Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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• v.13 no.4
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• pp.1-7
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• 2011

The paper concerns numerical study of fully developed laminar flow of a Newtonian water and non-Newtonian fluids, 0.2% aqueous of sodium carboxymethyl cellulose(CMC) solution in eccentric annuli with combined bulk axial flow and inner cylinder rotation. Pressure losses and skin friction coefficients have been measured when the inner cylinder rotates at the speed of 0~200 rpm. A numerical analysis considered mainly the effects of annular eccentricity and inner cylinder rotation. The present analysis has demonstrated the importance of the drill pipe rotation and eccentricity. In eccentricity of 0.7 of a Newtonian water, the flow field is recirculation dominated and unexpected behavior is observed. it generates a strong rotation directed layer, that two opposing effects act to create two local peaks of the axial velocity. The influences of rotation, radius ratio and working fluid on the annular flow field are investigated.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.18 no.5
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• pp.410-418
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• 2015

A slider of the pantograph undergoes uneven and abnormal wear due to sliding contact with the catenary. In the case of rain, the loss of lubricant increases the frictional resistance for the reciprocating motion between the catenary and the slider, accelerating local wear. The slider in the winter should have good wear resistance, which can be achieved through alloy design. Uneven and abnormal wear were not observed in the results of a driving test using a wear resistant slider. It was found that the increased density of the slider enhanced the corrosive effects of Fe-Ti, preventing the occurrence of abnormal wear by maintaining the wear and arc resistance in the rainy season. Also, mechanical and electrical wear did not affect the composition of the slider, and this improved the wear resistance. Inaddition, the slider was applied to an entire train and was tested during driving; ananalysis of the correlation of the catenary was performed, including during the rainy season and the winter season.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.86-86
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• 2018

볼트, 너트 등의 파스너는 건축 재료나 기계부품을 고정하는 데 사용하는 기계요소로, 건축, 철도, 조선 등 전 산업분야에 걸쳐 사용되고 있다. 그 중 스테인리스 소재의 볼트, 너트는 뛰어난 내식성과 저렴한 가격으로 널리 사용되고 있는데, 소재의 특성 및 작업현장의 상황, 온도의 변화 등의 원인에 의해 고착현상(galling)이 발생한다. 고착현상이란 성분 혹은 표면경도가 비슷한 금속의 나사산을 조이는 과정에서 발생하는 압력의 증가 및 마찰력에 의해 냉간 용접(cold welding)이 일어나는 것으로 나사산의 표면이 눌어붙게 된다. 이러한 고착현상은 스테인리스 소재에서 많이 발생하는데, 한번 발생한 후에는 비파괴 해소가 불가능한 상태가 되어 경제적 손실을 야기한다. 이러한 고착현상의 해소를 위해 본 연구에서는 주석과 알루미늄을 사용한 새로운 열 확산 코팅 기술을 개발하고 이를 304 스테인리스강에 적용하여 열처리 온도에 따른 특성변화를 확인하였다. 열 확산 코팅을 위해 팩 세멘테이션 방법을 이용하여 아르곤 분위기 하에서 열처리 하였고, 온도는 $200{\sim}250^{\circ}C$에서 코팅을 수행하였다. 이에 따른 코팅 전과 후의 표면 및 단면 분석을 통해 성공적으로 코팅층이 형성됨을 확인하였고, 온도가 증가함에 따라 코팅성분의 양이 증가하는 현상을 보임을 알 수 있었다. 또한, 고착방지성능을 확인하기 위하여 ASTM G196-08 시험을 통해 코팅조건에 따른 고착현상을 분석하였으며, 그 결과 기존에 코팅되지 않은 304 스테인리스강보다 고착현상이 개선됨을 확인하였다. 따라서 304 스테인리스강 소재의 볼트, 너트 제품에 주석-알루미늄 코팅층을 적용시키면 기존의 고착현상을 개선하고 서비스 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.13 no.3
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• pp.1-10
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• 1988

Fraser, Dombrowski, Tanasawa 그리고 Momono 등(等)이 분구(噴口)에 대(對)한 중자도구(中子導溝) 단면적(斷面積)의 비(比)에 기초을 두고 있는 Nozzle Parameter가 클수록 유량계수(流量係數)는 증가(增加)한다고 보고(報告)하였다. 그러나 노즐의 구조(構造)는 중자도구(中子導溝) 및 와실(渦室)의 형상(形狀)에 따라서 특성(特性)을 가지고 있고 구조(構造)의 특성(特性)은 유량계수(流量係數), 분무각(噴霧角) 및 살포도(撒布度)에 지대한 영향을 미친다. 노즐구조(構造)에 관(關)한 이론분석(理論分析)의 결과(結果)는 다음과 같다. 중자도구변(中子導溝邊)(d), 중자(中子)두께(t) 및 중자도구각(中子導溝角)(${\theta}$) 등(等)의 관계(關係)가 와실유선각(渦室流線角)(${\theta}_c$)에 미치는 영향은 $$tan({\theta}_c)=\frac{t{\cdot}sin^2{\theta}}{d-t{\cdot}sin{\theta}{\cdot}(1-cos{\theta})}$$ 또한 와실유선각(渦室流線角)(${\theta}_c$)이 중자도구각(中子導溝角)(${\theta}$)과 일치(一致)하는 관계(關係)는 $\frac{d}{t}=sin{\theta}$이다. 와실유선각(渦室流線角)과 와실형상(渦室形狀)과의 관계(關係)는 $$tan({\theta}_c){\qeq_-}\frac{r_c-r_g}{L_c}$$ 이며 와실유선각(渦室流線角)은 와실유선회전반경(渦室流線回轉半徑)과 와실(渦室)길이의 비(比)에 의(依)하여 변화(變化)함을 시사(示唆)한다. Swirl core가 Swirl plate보다는 생산비(生産費)의 고려없이 압력손실(壓力損失) 및 마찰손실 면(面)에서 더욱 합리적(合理的)으로 고려(考慮)된다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• v.1 no.1
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• pp.181-188
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• 2015

The non-contact permanent magnet gear has advantages of high efficiency and improved reliability. It has other advantages of no mechanical friction loss, very little noise and vibration, and no need for lubricant. With these advantages, the non-contact permanent magnet gear that solves the physical contact problem of the mechanical gear has drawn attention. Due to this unique non-contact characteristic, the non-contact permanent magnet gear which is capable of non-contact torque transmission has replaced mechanical gear. The mechanical gears which is in many fields of the modern industry, is used mostly for power transmitting mechanical devices. However, it also has the problem of a low torque density, which requires improvement. In this paper, a novel pole piece shape is proposed in order to improve the problem of low torque density of the non-contact permanent magnet gear. The experiment data required for predicting the relationships among them are obtained using finiteelement Operating method based on two-dimensional (2-D) numerical analysis. Therefore, this paper derived an optimal model for thenon-contact permanent magnet gear with the novel pole piece using the Box-Behnken design, and the validity of the optimal design of the proposed pole piece shape through variance analysis and regression analysis demonstrated. In this paper, we performed the thransfer torque analysis in order to improve the torque density and power density, we have performed on optimal design of proposed pole piece shape using box-behnken.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.206-206
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• 2008

압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.