• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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• pp.25-30
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• 1992

최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1129-1136
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• 2010

체결클러치에 부착된 댐퍼스프링은 유체커플링에서 직결로 변환될 때 발생하는 엔진 토크의 진동을 흡수하는 역할을 한다. 본 연구에서는 체결클러치의 성능을 좌우하는 압축스프링 및 지지 판 구조물의 최적설계를 통해서 새로운 설계형상을 제안하였다. 체결클러치와 연결된 엔진, 변속기, 구동축 및 휠, 차체질량 등 주요 부품들을 다 포함하는 다물체 동역학모델을 구성하여 공진 회피에 필요한 스프링상수를 계산하였다. 또한 어닐링 모사법에 의한 스프링 최적설계코드를 개발한 후 스프링상수, 최대충격토크, 수축각도, 스프링개수, 피로강도 등을 입력하여 압축 스프링의 사양을 최적화하였다. 이들 스프링을 지지하는 3 가지의 판에 대해서 컴플라이언스를 최소화하고 체적비를 0.3 이하로 하는 위상최적화를 수행하여 새로운 형상을 제안하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권10호
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• pp.147-153
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• 2004

This paper presents an analytical modeling technique fer representing a hysteretic behavior of a multi-leaf spring used for a large truck. It divides a nonlinear hysteretic curve of the multi-leaf spring into four parts; loading part, unloading part and two transition parts. It provides conditions fur branching to a part of the curve corresponding to a current multi-leaf spring status. This paper also presents a computational modeling technique of the multi-leaf spring. It models the multi-leaf spring with three links and a shackle. It assumes those components as rigid bodies. The links are connected by rotational joints, and have rotational springs at the joints. The spring constants of the rotational springs are computed with a force from the analytical model of the hysteretic curve of the multi-leaf spring. Static and dynamic tests are performed to verify the reliability of the presented techniques. The tests are performed with various amplitudes and excitation frequencies. The hysteretic curves from the tests are compared with those from the simulations. Since th e presented techniques reproduce the hysteretic characteristic of the multi -leaf spring faithfully, they contribute on improving the reliability of the computational model of a large truck.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권2호
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• pp.77-80
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• 2021

In this study, we investigated the effect of the spring constant on frictional behavior at a nanoscale through molecular dynamics simulation. A small cube-shaped tip was modeled and placed on a flat substrate. We did not apply the normal force to the tip but applied adhesive force between the tip and the substrate. The tip was horizontally pulled by a virtual spring to generate relative motion against the substrate. The controlled spring constant of the virtual spring ranged from 0.3 to 70 N/m to reveal its effect on frictional behavior. During the sliding simulation, we monitored the frictional force and the position of the tip. As the spring constant decreased from 70 to 0.3 N/m, the frictional force increased from 0.1 to 0.25 nN. A logarithmic relationship between the frictional force and spring constant was established. The stick-slip instability and potential energy slope increased with a decreasing spring constant. Based on the results, an increase in the spring constant reduces the probability of trapping in the local minima on the potential energy surface. Thus, the energy loss of escaping the potential well is minimized as the spring constant increases.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.819-822
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• 2009

환경 소음,진동 개선의 측면에서 철도 레일 하부로 전달되는 진동 및 구조소음을 효과적으로 차단하기 위하여 국내에서도 탄성 이산지지 구조의 플로팅 슬라브를 적용하는 경우가 증가하고 있다. 플로팅 슬라브 구조설계에 있어 주안점은 방진효율 증대와 슬라브 자체 중량의 2~3배 되는 열차 주행간의 동하중에 대한 열차 주행 안정성을 고려해야 하는 점이며 열차의 고속화 경향에 따라 동하중의 증가는 더욱 커지고 있다. 본 연구에서는 이산지지 방진장치를 적용한 철도 슬라브 궤도의 동특성과 이동질량에 의한 응답을 방진장치의 지지 간격, 스프링 상수 등을 설계변수로 하여 수치해석적 방법으로 시뮬레이션하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.920-921
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• 2011

본 연구는 비선형을 고려한 Linear Compressor의 스토로크의 동특성 해석 방법을 제안하고, 시작기에 대해서 특성실험 결과와 비교, 검토하였다. 비선형 특성으로 가스힘을 스트로크 및 전류에 대한 함수인 스프링 과 댐퍼로, 인덕턴스와 모터상수를 스트로크 및 전류에 대한 쇄교자속의 함수로 수식적 모델링 하였다. 이 관계식을 통해 동작특성을 해석하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권3호
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• pp.33-38
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• 2010

Technology of vehicle industry has been developing and it is required a better vehicle performance than before. Therefore, the consumers are asking not only an economic efficiency, functionality, polished design, ride comfort and silence but also a driving stability. The ride comfort, silence and driving stability are influenced by the size of vehicle and various facilities. But the principal factor is a room noise and vibration sensed by a driver and passenger. Thus, the NVH of vehicle has been raised and used as a principal factor for evaluation of vehicle performance. The primary objective of this study is an optimized design of powertrain mounting system. To optimized design was applied MSC.Nastran optimization modules. Results of dynamic analysis for powertrain mounting system was investigated. By theses results, design variables was applied 12 dynamic spring constant. And the weighting factor according to translational displacement and rotational displacement applied 3 cases. The objective function was applied to minimize displacement of powertrain. And the design variable constraint was imposed dynamic spring constant ratio. The constraint of design variable for objective function was imposed bounce displacement for powertrain.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.705-711
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• 2019

전개형 반사판 안테나의 전개거동 특성을 해석적 그리고 실험적 방법으로 분석하고자 한다. Kane 방정식을 이용하여 전개형 안테나의 다물체 운동방정식을 공식화하였다. 복합재료 반사판의 구조변형 특성을 살펴보기 위해 FSDT(First-order Shear Deformation Theory)를 이용하여 빔 모델로 유한요소 정식화 하였다. 역진자 모델을 이용하여 안테나 전개시간에 따른 스프링 상수 그리고 댐핑 계수들을 결정하였다. 다물체 동력학 해석을 통하여 설계변수에 따른 안테나 반사판의 동적구조 특성을 확인하였고, 무중력 모사 전개실험을 통하여 해석결과 검증 및 거동특성을 실험적으로 관찰하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.561-567
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• 2018

본 연구는 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위하여 진행되었다. 동력분산형 고속열차 시제차량의 동역학 해석을 통해 300km/h이상의 임계속도를 갖는 등가 답면구배의 범위는 0.05에서 0.25사이임을 확인하였다. 초기에 적용된 차륜 프로파일 S1002는 4만km이상의 누적주행거리에도 불구하고 등가 답면구배는 0.033 정도였고, 안정적인 운행을 위해서는 등가 답면구배가 0.061이 넘는 XP55가 더 적합함을 확인하였다. 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위한 방안으로 요댐퍼의 설치 각도를 $7.35^{\circ}$에서 $0^{\circ}$로 변경하고, 민감도 분석과 최적화를 통해 도출된 공기스프링 횡 및 상하방향 강성 30% 감소, 2차 수직댐퍼 및 횡댐퍼 댐핑계수를 50% 증가시키는 방안을 제안하였다. 이를 적용하면 차체 가속도를 평균 20%정도 개선시킬 수 있을 것으로 예상되었다. 도출된 승차감 개선 방법의 일부인 요댐퍼 설치각도를 $0^{\circ}$로 변경하고 횡댐퍼의 댐핑계수를 30% 증가시킨 후 경부고속선에서 300km/h 속도로 시운전을 진행하였을 때, 차체 횡가속도는 평균 34.3% 개선되었고, 본 연구에서 제안된 추가적인 개선 방안은 향후 시운전 시험 시에 적용될 예정이다. 본 연구에서 사용된 승차감 개선 프로세스는 향후 동력분산형 고속열차의 상업 운행 시에 발생할 수 있는 승차감 관련 문제 해결에 사용될 수 있다.