• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.36 no.2
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• pp.105-112
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• 2023

In this study, structural analyses were conducted to analyze the performance of a bridge to which friction pendulum systems (FPSs) were applied using different friction models. A Coulomb friction model and a rate dependent friction model were constructed using the friction coefficient of a PVDF/MgO friction material to analyze the effect of different friction analysis models. The Coulomb friction model uses a single friction coefficient regardless of friction velocity, while the rate dependent friction model can reflect the change in the friction coefficient with friction velocity. Nonlinear time history and seismic fragility analyses were conducted to confirm responses of the bridge. The seismic responses of a deck and a column were used to evaluate the performance of the base isolated bridge, and a friction model that can effectively evaluate the performance of isolated bridges was analyzed.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.753-759
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• 2006

햅틱인터페이스 기술을 이용하면 가상물체의 형태를 만져보고 느껴볼 수 있다. 물체마다 다른 수학적 마찰력 모델을 적용하여 실감있는 마찰력 표현도 가능하다. 그러나 각 물체에 해당하는 마찰력 모델을 선정하는 것과 적절한 마찰계수 등을 반복적 실험을 통하여 알아내는 것은 쉽지 않다. 실제 물체의 마찰력이 알려진 마찰력 모델과 다르다면 수학적 모델로 표현할 수 없는 경우도 있다. 본 논문에서는 신경회로망 학습을 이용하여 마찰력 모델의 선택이나 마찰계수 등을 정하는 과정 없이 실제 물체의 마찰력을 표현하는 방법을 제시하고 있다. 상용 햅틱인터페이스 장치인 PHANToM 2 대를 이용하여 마찰력 획득 시스템을 구성하고 고무판, 종이 등의 물체 표면에서의 속도와 물체에 작용하는 힘을 획득하여 가공한 데이터를 입력 및 출력으로 갖는 신경회로망을 통해 학습시킨 후 OpenGL로 구현한 가상물체에 적용하여 보았다. Force/Torque 센서를 사용하지 못한 일부 문제가 있었으나 예상보다 사실적인 마찰력을 표현할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1990.10a
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• pp.157-162
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• 1990

기계의 정밀도 향상을 위하여는 기계에 대한 보다 정확한 해석을 요구한다. 그러나 실제 기계 시스템은 마찰, Backlash, Saturation등과 같은 비서형 특 성을 가지고 있어 시스템의 해석 및 제어가 어렵게 된다. 특히, 축, 링크, 기 어, 풀리, 베어링등의 기계요소에서는 마찰로 인해 정밀도가 크게 덜어지고 있어, 마찰에 의한 동특성 및 제어는 많은 연구자들에 의해 관심의 대상이 되어 왔다. 마찰력을 고려한 기계시스템의 운동은 정지상태 근처에서 마찰력 의 변화가 심한 비선형 동특성을 보이고 있어 그 해석에 어려움을 겪고 있 다. 실제 마찰이 저속에서 고급 비선형임에도 불구하고 가장 널리 사용되는 형태의 모델로서 쿨통 마찰을 고려한 운동방정식 조차 비선형성으로 인하여 해석에 어려움이 따르고 있다. 마찰은 오랜동안 연구되어 오면서 Fig.1, Fig2 와 같이 등가선형점성 감쇠, 쿨통마찰, 정적마찰로 모델화되거나 이들의 조 합으로 나타내었다[1-5]. 마찰력은 시간영역에서도 연구되어 Walrath[7]는 Fig.3-a의 속도가 역전되는 지점에서 마찰토오크가 .+-.Tf를 공유하는 문제 를 고려하기 위해, Fig.3-b와 같이 동적마찰모델을 사용하였다. 최근의 연구 로서 Armstrong[7]은 마찰의 위치의존성을 고려한 정확한 마찰모델을 설정 하여 개루프제어에 적용, 좋은 제어특성을 확인하였고, Canudas[8]는 저속영 역에서 overcompensation시 limit cycle과 gain의 관계를 해석하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.2
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• pp.199-206
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• 2016

Linear motion (LM) ball guides with rolling contact are core units of feed-drive systems. They are widely applied for precision machinery such as machine tools, semiconductor fabrication machines and robots. However, the friction force induced from LM ball guides generates heat, which deteriorates positioning accuracy and incurs changes of stiffness and preload. To accurately analyze the effects and apply the results to precision machine design, mathematical modeling of the friction force is required. In this paper, accurate formulation of the friction force due to rolling, viscous, and slip frictions is conducted for LM ball guides. To verify the reliability of the developed friction model, experiments are performed under various assembly, load and velocity conditions. Effects of frictional components are analyzed through the formulated friction model.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.516-520
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• 2011

본 논문에서는 먼저 흥인지문에 대해 상시진동실험을 수행하고, 그 데이터를 분석하여 흥인지문의 고유진동수, 모드, 감쇠비의 특성을 분석하였다. 그 결과로부터 흥인지문의 병진모드를 파악하였고, 병진모드에서 측정한 여러 기둥의 모드 상대크기와 위상이 동일함을 확인하였다. 저차 병진모드에서 모든 기둥이 같은 방향으로 강성을 발휘하기 때문에 각층의 강성을 합한 등가의 층강성을 가지는 2자유도의 동적강체해석모델을 제시하였다. 이 해석모델은 선형 범위 내에서 거동한다는 것으로 가정하여 층강성을 산정하였다. 실제 흥인지문의 접합부에는 부재간의 이음과 맞춤에 의한 마찰력이 작용한다. 접합부를 누르는 무거운 지붕하중에 의해 이 마찰력은 증가하게 되고, 이로써 횡하중에 저항하게 된다. 이러한 접합부에 강한 횡하중이 작용하게 되면, 접합부의 이완 및 마찰력의 저하 등으로 인하여 횡강성의 저하가 급격히 일어나는 비선형 특성을 갖게 된다. 이러한 흥인지문의 비선형적인 특성을 파악하기 위해 흥인지문 해석모델에 쿨롱 마찰력을 도입하여 비선형적인 해석모델을 제시하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.233-235
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• 2019

에너지 하베스팅은 주변의 에너지를 수확하여 활용하는 기술로 이에 관련한 연구가 여러 분야에서 활발히 진행되고 있다. 마찰전기 나노발전기는 물리적인 움직임이나 마찰을 통해 발생되는 정전기를 이용하여 센서나 웨어러블 디바이스에 활용하는 에너지 하베스팅 기술 중 하나이다. 마찰전기 나노발전기는 ${\mu}W$(마이크로와트) 단위의 미소 전력을 생산함에도 불구하고, 다른 에너지 하베스팅 발전기들과 비교하여 큰 임피던스를 가지고 있어서 전력을 전달하기에 어려움이 있다. 또한 마찰전기 나노 발전기의 출력 전력은 Spike성 Pulse Train의 형태여서 다이오드 정류기가 필요하기 때문에, 정류기의 입력 임피던스와 마찰전기 나노 발전기의 출력 임피던스에 대한 분석을 이용한 임피던스 매칭 설계가 필요하다. 본 연구에서는 다이오드 정류기의 임피던스 모델을 유도하여 마찰전기 나노 발전기의 내부 임피던스와의 매칭을 통해 최대 전력을 전달하는 커패시터와 출력 부하 설계를 목표로 한다. 유도한 임피던스 모델에 대하여 실제 전력 실험을 통해 모델의 유효성과 정확성을 검증하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.14 no.6
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• pp.755-763
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• 2002

Multispan simply supported bridges and multispan continuous bridges take a large portion of bridges in Central and Southeastern United Sates. The superstructure of the bridges are supported by steel rocker bearings. In general, the rocker bearings are modeled with ideal rollers or Coulomb fricition in seismic analysis. However, the rocker bearings have rocking action on pintles after rolling some distance. This rocking action may have considerable effect on the seismic performance of bridges. This study compares the effect of expansion rocker bearings models on a multispan simply supported and a multispan continuous bridge. Since the ideal roller model produces larger responses than the rocking model, its use is undesirable. However, the fricition and hardening model does not have much difference from the responses of the rocking model. In addition, the use of the tow models is convenient in seismic analyses of bridges. Although the rocking model can obtain more exact responses, its behavior is complicated and it may induce the conversion problem in time history analysis because it includes the abrupt changing of stiffiness. The friction and hardening model of expansion rocker bearings is therefore recommended in sesismic analysis.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.7
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• pp.2913-2918
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• 2011

This paper proposed the friction model using Preisach algorithm with neural network based on experimental results. In order to apply the neural network algorithm, the back propagation update rule was used and the updated weighting factor of neural network was applied to distribute function of Preisach model. In order to implement the proposed algorithm, the LabView software was used to apply to the precision control of mechanical system. The evaluation of the proposed friction model was executed through experiments.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.18 no.5
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• pp.461-467
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• 2012

An experimental study was carried out to measure frictional pressure drop in flow boiling to deionized water in a microchannel having a hydraulic diameter of $500{\mu}m$. Tests were performed in the ranges of heat fluxes from 100 to $400kW/m^2$, vapor qualities from 0 to 0.2 and mass fluxes of 200, 400 and $600kg/m^2s$. The frictional pressure drop during flow boiling is predicted by using two models; the homogeneous model that assumes equal phase velocity and the separate flow model that allows a slip velocity between two phases. From the experimental results, it is found that the two phase multiplier decreases with an increase in mass flux. Measured data of pressure drop are compared to a few available correlations proposed for macroscale and mini/microscale. The homogeneous model well predicted frictional pressure drop within MAE of 29.4 % for the test conditions considered in this work.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.1
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• pp.202-208
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• 2014

Friction force on robot systems is highly nonlinear and especially disturbs precise control of the robots at low speed. This paper deals with the dynamic friction compensation problem of a well-known one-link benchmark robot system. We consider the LuGre model because the model can successfully represent dynamic characteristics and various effects of friction phenomenon. The proposed controller is constructed as two parts. An adaptive controller based on dual observers is used to estimate and compensate the dynamic friction. In order to attenuate the friction estimation error and other disturbances, PI observer is additionally designed. Through the computer simulations with the benchmark system, this paper first examines the effects of nonlinear dynamic friction on the control performance of the benchmark robot system. Next, it is shown that the control performance against the dynamic friction is improved by using the proposed controller.