• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.105-112
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• 2023

본 연구에서는 마찰모델에 따라 다른 마찰진자시스템(FPS)이 적용된 교량의 성능을 비교·분석하기 위해 구조해석을 수행하였다. 마찰해석모델 별 성능을 분석하기 위해 PVDF/MgO 마찰재의 마찰계수를 활용하여 쿨롱 마찰모델과 속도 의존 마찰모델을 구축했다. 쿨롱 마찰모델은 마찰속도와 관계없이 단일 마찰계수를 사용하며, 속도 의존 마찰모델은 마찰속도에 따른 마찰계수의 변화를 반영하는 마찰모델이다. 지진해석으로 비선형 시간 이력 해석과 지진 취약도 해석을 수행하여 구조물의 응답을 확인하였다. 마찰모델에 따른 바닥판과 교각의 지진 응답을 활용해 면진된 교량의 성능을 분석하였으며, 면진된 교량의 성능을 효과적으로 평가할 수 있는 마찰모델을 분석했다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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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.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1990년도 추계학술대회논문집; 한양대학교, 서울; 24 Nov. 1990
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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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.199-206
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• 2016

LM 볼가이드는 구름접촉을 갖는 이송시스템의 핵심요소로서 공작기계, 반도체 장비, 로봇 등 정밀기계에 널리 사용된다. 그러나 LM 볼가이드에서 발생하는 마찰력은 마찰열을 유발하여 위치 정도를 저하시키고 강성과 예압 변화를 야기한다. 이런 영향을 정확하게 분석하여 정밀 기계설계에 응용하기 위해서는 마찰력 모델의 정식화가 요구된다. 본 논문에서는 구름마찰, 점성마찰, 슬립마찰을 고려한 LM 볼가이드의 정확한 마찰력 모델을 유도한다. 그리고 다양한 조립, 부하 및 속도 조건에서 실험을 수행하여 마찰력 모델의 신뢰성을 검증하고, 마찰력 모델로부터 마찰 성분의 영향력을 분석한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.755-763
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• 2002

미국 중부 및 동남부에 위치한 많은 교량의 형식은 강거더와 콘트리트 슬래브의 복합 상부구조를 가지는 교량으로, 이들은 주로 라커베어링에 의해 상부구조가 지지 되어있다. 지진해석에서 이동식 라커베어링은 롤러나 마찰력으로 모델링 되는 것이 일반적이다. 그러나, 라커베이링은 일정 거리를 움직인 후 핀틀에 의해서 락킹되고, 이는 교량의 지진거동에 상당한 영향을 주리라고 판단된다. 본 연구는 이동식 라커베어링의 모델형식(롤러, 마찰력, 마찰력과 하드닝, 그리고 마찰력과 락킹)에 따른 다경간 단순지지 및 연속교에서의 지진거동을 고찰하였다. 락킹모델은 급격한 강성의 변화를 나타내는 요소를 포함하고 있어, 시간이력해석에서 발산의 위험이 있으므로 사용성이 떨어진다. 반면, 롤러나 마찰력은 모델이 간단하여 사용이 간편하고 수렴의 문제가 없으나, 지나치게 큰 지진응답을 발생할 우려가 있다. 본 연구의 목적은 이동식 라커베어링의 간단한 세 모델 중, 어느 모델이 실제에 가장 가까운 마찰력+락킹 모델에 유사한 응답을 발생시키는가를 살펴보고자 하는데 있다. 롤러모델은 락킹모델에 비해 큰 값을 나타내므로, 사용하는 것이 바랍직하지 않다. 마찰모델은 약한 지진운동에서 상부구조의 변위가 작아 라커베어링에 락킹현상이 발생하지 않을 때 적합하다. 중 또는 강진운동에서는 락킹현상이 발생하므로, 마찰력과 하드닝을 고려한 모델이 실제 응답에 가장 유사한 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.2913-2918
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• 2011

본 논문은 기계시스템의 마찰 현상 중 히스테리시스 현상을 실험적으로 규명하고 뉴럴 네트워크 알고리즘을 이용한 프라이자흐(Preisach) 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실험을 통해 구한 마찰 특성을 오류역전파(back propagation) 알고리즘을 이용하여 뉴럴 네트워크의 가중 행렬(weighting factor)를 갱신할 수 있도록 하였다. 학습된 가중행렬은 프라이자흐 모델의 파라미터로 활용하였다. 마찰 거동을 규명하기 위한 실험 및 제안된 프라이자흐 모델은 LabView소프트웨어를 이용하여 구현하고 마찰이 있는 기계 및 로봇 시스템의 정밀 제어 시스템 구축을 위한 알고리즘으로 활용할 수 있도록 제안하였다. 제안된 모델의 성능은 실험을 통해 규명하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.461-467
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• 2012

$500{\mu}m$의 수력직경을 가진 마이크로 채널에서 유동 비등 시 물에 대한 마찰 압력 강하를 측정하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 열 유속 $100-400kW/m^2$, 증기건도 0-0.2 그리고 질량 유속 $200-600kg/m^2s$의 범위에서 이루어졌다. 유동 비등 시 마찰 압력 강하는 두 가지 모델을 사용하여 예측된다. 즉, 두 상의 속도가 동일하다고 가정한 균질 모델과 두 상 사이에 서로 다른 속도를 가지는 분리류 모델로 분류된다. 실험결과 이상 마찰 승수는 질량 유속이 증가함에 따라 감소한다는 것을 알 수 있었다. 측정된 압력 강하 데이터는 매크로 스케일과 미니/마이크로 스케일에서 제안된 기존의 여러 상관식들과 비교하였다. 균질 모델은 본 연구에서 고려한 실험 조건에서 29.4 %의 평균 오차내에서 마찰 압력 강하를 예측하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.202-208
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• 2014

로봇 시스템에 작용하는 마찰력은 비선형 형태이며 특히 저속에서의 정밀 제어를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 로봇 연구에서 자주 활용되고 있는 벤치마크 로봇 시스템의 단축 모델에 대한 동적 마찰 보상 문제를 다룬다. 마찰 모델은 동적 특성 및 다양한 효과를 나타낼 수 있도록 비선형 동적 모델인 LuGre 모델을 고려한다. 본 논문에서 제안하는 제어기는 두 부분으로 구성된다. 동적 마찰의 추정 및 보상을 위해 Dual 관측기 기반의 적응 제어기를 사용한다. 마찰 추정 오차 및 나머지 외란을 보상하기 위해 PI 관측기를 추가로 설계한다. 모의실험을 통해 비선형 동적 마찰이 벤치마크 로봇 시스템의 제어 성능에 미치는 영향을 확인하고 제안된 제어기를 사용함으로써 동적 마찰에 대한 제어 성능이 향상됨을 보인다.