• 제목/요약/키워드: 동력해석

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로봇관절용 BLAC구동 PMSM 모터의 기본 설계 및 특성 해석 (Design and Analysis of BLAC drive PMSM Motor in the Robot Joints)

  • 이병삼;이해석;정수진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.910-911
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    • 2011
  • 미래사회의 기술적 혁신을 이끌 것으로 생각되는 로봇산업에 대한 관심이 증대되고 있으며, 최근에 많은 기술 개발과 개선이 이루어지고 있다. 이러한 경향은 점차 확대될 것으로 예상되며 전기자동차와 유사한 신성장 동력으로 성장할 것이다. 그러나, 로봇의 핵심 부품인 모터와 같은 구동계는 타분야에 비하여 기술적 혁신 및 관심을 끌지 못하고 있다. 앞으로 로봇산업이 확대 성장하여 산업용 로봇에서 가정용 로봇으로 진화하고, 로봇의 기능적인 측면이 보행, 러닝, 점프 등의 고성능을 구현하기 위해서는 각종 관절을 구동하는 역할을 담당하는 모터 및 동력전달 알고리즘의 연구 개발이 더욱 활발히 이루어져야 할 것이다. 특히, 인간과 유사한 로봇을 구현하기 우하여 보다 Flat하고 가볍고 출력밀도가 높은 새로운 구동장치의 필요성이 증대될 것이다. 본 논문에서는 산업노동지원을 위한 착용식 근력증강 로봇에 적용하는 모터 개발을 목적으로 적합한 구동계 타입을 선정하고, 요구 성능을 만족하는 전동기를 전자계 해석을 통하여 설계하고, 시작품 제작 및 평가를 통하여 해석결과를 검증하였다.

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대형 상용 디젤 엔진의 실린더 라이너 온도 분포 개선을 통한 엔진 마찰 저감 - 해석적 연구 (Simulation Study for Engine Friction Reduction through the Enhancement of Temperature Distribution along Cylinder Liner in a Heavy Duty Diesel Engine)

  • 박수열
    • 동력기계공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.11-18
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    • 2012
  • 대형 상용 엔진에서 발생하는 유효 도시 마력의 약 4~15%는 마찰 손실을 통해서 사라지며 마찰 손실 중 약 40~55%는 엔진 실린더와 피스톤 사이의 마찰에 의하여 발생하여, 엔진 전체에서 발생하는 마찰 손실 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 이 연구에서는 엔진 실린더 라이너의 온도 분포 개선을 통해 라이너를 따라 유막을 형성하고 있는 윤활유의 적정 점성을 유지시키는 방법을 제시하고자 한다. 피스톤-라이너에서 발생하는 마찰 특성은 피스톤의 행정 위치에 따라서 접촉 마찰과 유막에 의한 마찰로 구분되며 이에 따라 요구되는 윤활유의 점성 특성 또한 달라진다. 먼저 해석 모델을 통하여 실린더 라이너 내부 온도 분포 특성을 확인한 후 피스톤 마찰 특성을 고려한 적정 온도 분포를 고찰하며 실린더 라이너에 열저항 코팅을 통해서 이를 구현하였다. 또한 실린더-피스톤 간의 마찰/윤활 해석을 통하여 열저항 코팅의 마찰 개선효과를 확인하였다.

소형 공기 양수 펌프의 불규칙한 가스-액체 흐름의 CFD 모델링 (CFD Modeling of Unsteady Gas-Liquid Flow in a Small Scale Air-Lift Pump)

  • 이설송;정효민;정한식
    • 동력기계공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.30-37
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    • 2012
  • 공기 양수 펌프는 재생 에너지 분야, 부식 및 마모 특성의 유체의 활용 등 높은 신뢰성과 낮은 유지보수 비용을 필요로 하는 분야에서 그 사용이 증대되고 있다. 본 연구에서는 소형 공기 양수 펌프의 성능 평가 및 기초 데이터를 얻기 위한 연구로, D=0.012~0.019m, L=0.933m인 배관의 침수 깊이(${\beta}$=0.55,0.60,0.65,0.70)에 따른 수치해석을 수행하였다. 수치 해석 및 실험 결과는 유사성을 뛰었으며, 펌프의 사양과 효율은 공기의 질량 유속 비, 침수 깊이 비와 양수 배관의 길이에 관한 함수로 나타났다. 그리고 최대 물과 공기 질량 유속의 비는 각 배관에서 서로 다른 침수 깊이의 비로 나타났으며, 공기 양수 펌프의 최대 효율이 발생되는 운전조건은 슬러그(slug)와 슬러그 교반 정도(slug-churn flow regime)에 따라 나타남을 알 수 있었다.

유체 구조 연계 해석기법을 적용한 터보블로워 공력성능 해석에 관한 수치적 연구 (Numericla Study on the Aerodynamic Performances of the Turbo Blower Using Fluid-Structure Interaction Method)

  • 박태규;정희택;김형범;박준영
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.35-40
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    • 2011
  • The present study aims at investigating the effect of the fluid-structure interaction on the aerodynamic performances in the turbo blower. The design specifications of the reference model driven by 400kW power were given as 7.43kg/s of mass flow rate, 1.66 of pressure ratio with 12000rpm of impeller rotating speed. Numerical simulation has been performed on the three cases based on the tip clearance between the impeller blade and the shroud. The CFX-turbo for flow fields and ANSYS-mechanical for structure domain were applied to solve the present FSI problems inside the turbo blower. Through the numerical results, the performances corrected by the FSI effects were proposed for the more reliable predictions.

하이브리드 동력시스템을 적용한 트랙터의 동적 거동 및 내구해석 (Behavior and Durability Analysis of Tractor applying a hybrid power system)

  • 김병삼;임광규
    • 자동차안전학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.61-66
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    • 2014
  • This paper described on the motion of hybrid tractor trajectory for powertrain system. The dynamics behavior used to the tractor according to the characteristics of the road surface using $Daful^@$ analysis. The tractor industry is facing to a big problem about rising gas price and exhaust gas environment. Because it was possible overcoming the past drawback, hybrid vehicle had been decided as the best technical way since it has started operating the internal combustion engine with the electric power as the motive power. The vehicle structures have designed the model of a major power transmission factor. The simulation realized in this paper that motion of tractor being turned by torque and force of each joints. Driving characteristics, especially in recent years, IVHS (Intelligent Vehicle Tractor / System) technology, while receiving a lot of attention because of the tractor and the need to pursue high function is emerging as a more and more.

PIV를 이용한 사각수조 내의 온도와 유체 유동 특성 (Characteristics on the Thermal and Fluid Flow in the Rectangular Aquarium Basin by Using PIV)

  • 김보한;디벤듀 코나르;정효민;정한식
    • 동력기계공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.31-38
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    • 2005
  • 육상 수조식 양식장은 해수를 끌어들여 어류를 기르는 데 사용된다. 본 연구는 사각 수조 내의 다양한 기하학적 관계와 유동에 대한 유동 특성을 도출하였다. 수치해석은 유한 체적법과 SIMPLE 기수법은 수치해석법을 활용하였으며, 비압축성 유체와 3차원 표준 $k-{\varepsilon}$난류 모델을 적용하였다. 속도 분포, 온도 분포에 대한 정보를 확보하였다. 실험과 수치해석의 결과가 정성적으로 잘 일치함을 보였다. 양식장의 깊이가 증가함에 따라 바닥 쪽의 유동이 더욱 안정됨을 확인하였다. 이는 각종 배설물 등의 정체현상으로 연결될 수 있음을 확인하였다. 수조내의 온도는 유입구의 초기 온도가 중요하며, Re 수가 증가할수록 온도는 상승하고 유입구의 반대 벽면 근처의 온도가 유입구 보다 증가함을 알 수 있었다.

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유한요소법을 이용한 탄소강의 경화능해석(II) (Analysis of Hardenability for Carbon Steel using Finite Element Method(II))

  • 김옥삼
    • 동력기계공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.76-82
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    • 1999
  • This study presents a methodology to predict the hardenability of quenched carbon steels. The equation of transient heat conduction is analyzed to formulate a cooling curve by a finite element method which incorperates coupled effects of temperature on physical properties, the metallic structures and also the latent heat by phase transformation. The volume traction of martensite and pearlite are the structural analysis for hardenability analysis. In order to demonstrate the feasibility of adopting a full quench model respectively. This procedure could be used as the database for optimal condition of heat treatment processes.

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열전도파 특성을 위한 Green's 함수법과 Fourier 변환법의 비교 연구 (A Comparative Study between Green's Function Method and Fourier Transform Method in Determining Thermal Wave Characteristics)

  • 박상규;이용호;임종한
    • 동력기계공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.16-24
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    • 2000
  • 고체내의 열에너지의 전달을 분석하기 위하여 고전적인 Fourier 열전도 법칙과 에너지 보존식에서 유도되는 열전도 방정식을 사용해 왔다. 이러한 열전도 방정식은 열전도가 무한한 속도로 진행된다는 것을 의미하고 있다. 그러나 극저온상태에서나 매우 급속한 열전도과정 중 매우 짧은 시간의 상태에서 non-Fourier 모델에 기초를 둔 쌍곡선형 열전도 방정식이 도입되었다. 최근의 이에 관한 연구에서 열전도가 파장의 형태로 유한한 전파속도를 갖는다는 것이 실험적으로 증명되었고 이로부터 여러 가지 실험적인 해석과 이론 해석이 전개되었다. 본 논문에서는 열전파 속도의 유한한 성질을 나타내는 수정된 열전도 법칙을 이용하여 1차원 평판에 대하여 공간에 대한 finite Fourier 변환 방법과 Green 함수 방법으로 해석하여 열전도파의 파동 성질, 공진 현상 및 위상차를 고찰하고자 한다. 열전도파가 갖는 모달 주파수에 대해 임계값을 갖으며 이 임계값을 초과할 때 공진 현상과 위상차를 고찰할 수 있었다.

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영구자석형 직류전동기 축계의 유한요소모델 개선과 진동해석 (Finite Element Model Updating and Vibration Analysis of PMDC Motor Rotor System)

  • 김용한;하종룡;이재갑;김선화;양보석
    • 동력기계공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.20-27
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    • 2007
  • In this paper, finite element modeling was performed for vibration analysis of a rotor system installed in sunroof motor, and analysis process was developed for natural frequency and unbalance response analysis. At the same time, to reduce analysis modeling error caused by the difference between analysis and measured values, finite element model updating was conducted using an optimization algorithm, i.e. hybrid genetic algorithm and simulated annealing (HGASA) method. For this end experimental modal test was carried out and by using the measured frequency response function (FRF), model updating was performed considering both cases where core coil was removed and included. And acceptable result was obtained. Also, dynamic property coefficient of bush bearing which influences vibration response of the rotor system was estimated.

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이차 경계문제를 가지는 봉의 열전달에 대한 수치해석적 비교 (Comparison of Numerical Methods on Heat Transfer in a Rod with Second Order-Boundary Value Problem)

  • 김명준;채규훈
    • 동력기계공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.5-9
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    • 2010
  • 본 연구는 수정 오일러 법칙을 이용한 봉의 열전달문제를 엄밀해와 수치해를 수치해석적 해법을 이용해 비교한 것이다. 경계조건으로는 열전도 및 대류가 동시에 존재하는 경우의 모델을 가정하여 계산하였고, 봉의 길이가 원주방향에 비해 상당히 길다고 가정하여 1차원으로 지배방정식을 정리하여 2차 상미분방정식을 유도하여 계산을 수행하였다. 계산을 수행한 결과 적절한 초기 추측값인 ${\beta}$값을 정의하면 오일러의 방정식으로도 충분히 만족할만한 결과를 얻을 수 있다는 것을 알았고, 지수함수 형태의 유도 상관식이 엄밀해와 ${\pm}1%$ 범위 내에서 일치한다는 결과를 얻었다.