인버터를 적용한 유압시스템은 펌프의 마찰과 실린더 패킹 및 탑승 카와 레일의 마찰특성으로 인하여 PID 제어기로는 제어가 되지 않는 데드존이 생기게 된다. 본 논문에서는, 우선 유압시스템으로 구동되는 엘리베이터의 극저속 속도영역(zero-crossing)에서 속도가 제어되지 않는 원인이 되는 실린더의 마찰특성을 고찰하고, 이러한 실린더의 마찰특성으로 인하여 기존의 PID 속도제어기로 제어시 발생되는 문제점을 해결하기 위한 줌잉 퍼지룰을 포함한 퍼지제어기를 설계한다. 설계된 퍼지제어기와 PID 제어기의 출력을 비선형과 선형구간으로 나누어 각 제어기가 각각 동작하는 하이브리드 퍼지제어기를 설계한다. 제안된 하이브리드 퍼지제어기는 정속주행구간에서는 PID 제어기를 적용하고 PID제어기로 제어되지 않는 극저속 속도구간에서는 퍼지제어기를 적용하여 유압식 엘리베이터가 실린더의 마찰특성으로 인하여 극저속 속도영역(zero-crossing)에서 속도가 제어되지 않는 문제를 해결하고, 극저속 영역에서 뿐 아니라 정상상태를 포함한 전 운전영역에서의 제어성능이 우수함을 시뮬레이션과 실험을 통하여 보인다.
공기부양반응기(airlift reactor) 내의 액체순환속도(liquid circulation velocity)를 예측하기 위한 수학적 모형이 유체순환고리(fluid circulation loop)에 대한 기계적 에너지 수지를 기초로 개발되었다. 그 모형은 90° 방향전환으로 인한 에너지 손실과 반응기의 각 부위에서의 마찰로 인한 에너지 손실 그리고 단면적의 변화로 인한 에너지 손실을 모두 고려하였다. 마찰과 방향전환 그리고 단면적 변화에 의한 손실계수를 각각 고려한 모형이 집중매개변수(lumped parameter)를 사용한 기존의 모형보다 액체순환속도를 더 잘 예측할 수 있었다. 순환액체속도는 추적자펄스방법(tracer pulse method)으로 측정하였다. 개발된 모형은 상하부에 연결관(connecting pipe)을 갖는 외부순환 공기부양반응기에서 얻은 본 연구의 실험 결과의 대부분은 물론이고 다양한 형태의 공기부양반응기에서 얻어진 다른 연구자들의 결과도 ±20%이내의 오차로 잘 예측할 수 있었다. 외부 및 내부순환 공기부양반응기에서 순환유체의 90° 방향전환과 관련된 손실계수에 대한 유용한 실험식을 구하여 액체순환속도를 예측하는 데 사용하였다.
본 연구에서는 유량 $70.7m^3/min$, 양정 87m의 양흡입 원심펌프의 수력 손실 절감을 위해 표면 마찰거칠기를 변화시킨 실험을 수행하였다. 초기 표면 거칠기를 $100{\sim}110{\mu}m$에서 $0{\sim}0.08{\mu}m$로 변경한 후 표면 거칠기 변화가 전체 펌프의 효율 증가 및 펌프 운전시 소요되는 전력 원단위 변화 측정을 수행하였다. 표면 마찰 거칠기 개선 부위는 물과 접하는 펌프 내부 임펠러와 케이싱 표면으로 하였고 코팅 방식을 적용하였다. 그 결과 펌프 효율은 약 0.8~1.79% 증가하였으며, 전력원단위는 4.38 ~ 6.04% 절감 효과를 가져 왔다. 이와 같은 결과는 임펠러 및 내부 케이싱의 표면 거칠기가 펌프의 성능에 작지 않은 영향을 미칠 뿐만 아니라 표면 거칠기 개선을 통해 마찰에 의한 수력 손실을 줄여서 펌프 성능 향상과 상당한 에너지의 절감 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
국내 경제성장과 더불어 발전소 에너지원으로 이용되고 있는 석탄은 매년 증가하여 2006년에는 전체 에너지 구성의 30%인 16,000MW에 이를 것으로 예측되고 있다. 이러한 석탄은 다른 화석연료에 비해 매장량이 풍부하고 경제성은 높지만, 사용이 불편하고 석탄회, 아황산가스 등 많은 공해물질을 배출하고 있다. 따라서 본 연구에서는 마찰하전형정전선별법을 이용하여 석탄과 회분구성 광물의 선별기술을 확립, 청정석탄을 생산하고자 한다. 본 연구에서는 bench-scale의 마찰하전형정전선별 장치를 제작하였으며, 선별에 영향을 미치는 인자들을 선정하고 분리실험을 수행하여 최적조건을 확립하였다. 연구결과 최적조건에서 석탄 회수율과 회분 및 유황분 제거율이 각각 68.10%. 31.23% 그리고 28.33%인 정제석탄을 얻을 수 있었다.
최근 환경규제가 강화되고 고유가 문제로 인하여 전기차 시장이 점차 커지고 있으며 또한 내연기관 자동차에서도 엔진의 Noise, Vibration, Harshness(NVH) 관련 소음이 저감되고 외부에서 유입되는 소음의 차폐 기술이 발전됨에 따라 Buzz, Squeak, Rattle(BSR) 이음의 민감도가 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 자동차의 Panoramic Curved Display(PCD)에서 발생하는 Stick-slip 이음과 고분자 플라스틱의 표면에너지 및 극성 성분과의 상관관계에 대하여 분석하였다. 극성 고분자 소재인 Acrylonitrile Butadiene Styrene(ABS)와 PolyCarbonate-Acrylonitrile Butadiene Styrene(PC-ABS)를 대상으로 컴파운드 소재를 제작하여 평가하였다. 결과적으로 고분자 플라스틱의 극성성분이 3.86 mN/m 이상일 때 Stick-slip 거동이 발생하였으며, 시간에 따른 마찰 거동에서 absolute transition slope가 증가할수록 Stick-slip의 이음 가능성이 증가하고 마찰계수의 값 차이가 클수록 Stick-slip 이음의 세기가 증가하였다.
동심환형 곡관의 내벽면에서 일정한 열전달이 있는 경우에 대하여 혼합대류의 유동장 및 열전달계수를 수치적으로 구하였다. 유동장은 주흐름방향으로의 압력과 온도구배가 일정한 완전발달흐름으로 가정하였다. 유동장의 특성을 나타내는 물리적 변수인 반경비는 0.2, 0.5, Grashof수는 8000, 80000 그리고 Dean수는 0-900범위에서 계산을 실시하였다. 반경비, Grashof수, Dean수를 변화시키며 2차유동, 열유속, 마찰비, 열전달계수에 대한 수치해를 구하였다. 마찰비와 Nusselt수는 Dear수의 제곱근에 비례하게 증가됨을 볼 수 있다.
This paper presents the friction and wear characteristics of contact type sealing unit for a water turbine of a small hydro-power generation, which Is to stop a leakage of a circulating water from a outside of an impeller to an inside of a rolling bearing. The surface wear strongly affect to the seal life of a mechanical face seal. In this study, the hardness of a stainless steel in which is a heat-treated is 892.8 in Vickers hardness and the hardness of silicone carbide of SiC is 714.1 in Vickers hardness. The surface hardness of a heat-treated stainless steel is 25% high compared with that of a ceramic material of SiC. The contact modes of rubbing surfaces aye a dry friction a water film friction and a mixed friction that is contaminated by a dust, silt and moistures, etc. These two factors of a contact rubbing modes and a material property are very important parameters on the tribological performance such as a friction and wear between a seal ring and a seal seat. The experimental result shows that the surface hardness of a seal material is very important on the friction coefficient and a wear volume. Thus, the results recommend higher hardness of a seal material, which may reduce a friction loss and increase a wear life of primary seal components
The tread pattern of a tire has an important effect on tire performances such as handling, wear, noise, hydroplaning and so on. However, a finite element analysis of a patterned tire with detailed tread blocks has been limited owing to the complexity of making meshes for tread blocks and the huge computation time. The computation time has been shortened due to the advance in the computer technology. The modeling of tread blocks usually requires creating a solid model using a CAD software. Therefore it is a very complicated and time-consuming job to generate meshes of a patterned tire using a CAD model. A new efficient and convenient method for generating meshes of a patterned tire has been developed. In this method, 3-D meshes of tread pattern are created by mapping 2-D meshes of tread geometry onto 3-D tread surfaces and extruding them through tread depth. Then, the tread pattern meshes are assembled with the tire body meshes by the tie contact constraint. Residual aligning torque and frictional energy are calculated by using a patterned tire model and compared to the experimental results. It is shown that the calculated results of a patterned tire model are in a good agreement with the experimental ones.
The wear of rubber track being in contact with the road surface is an important subject because it decreases the traction performance and the operating efficiency of tracked vehicle. For the above reasons, many attempts have been made to quantitatively calculate the rubber track. However, it depends on the experimental methods which are highly time- and cost-consuming. Therefore, the numerical simulation approach is highly desirable, but it needs to model the complex geometry and the material behavior in details as well as the interaction with the road surface. In this study, the rubber track and its material behavior are elaborately modeled since these factors are very important in the prediction of the wear rate of the rubber track. Accordingly to the studies on the rubber wear by previous investigations, it has been found that the wear is greatly influenced by the frictional energy. The frictional energy of rubber track is computed by utilizing the 3D finite element analysis of the rubber track, and the wear rate is evaluated making use of the frictional energy and a wear model.
This study is concerned with the braking distance estimation using frictional energy rate. First, steady state rolling analysis is performed, and using this result, the braking distance is estimated. Dynamic rolling analysis during entire braking time period is impratical, so that this study divides the vehicle velocity by 10km/h to reduce the analysis time. The multiplication of the slip rate and the shear stress provides the frictional energy rate. Using frictional energy rate, total braking distance is estimated, In addition, ABS(Anti-lock Brake System) is considered, and two type of slip ratios are compared, One is 15% slip ratio for the ABS condition, and the other is 100% slip ratio which leads lo the almost same braking distance as the elementary kinematic theory. A slip ratio is controlled by angular velocity in ABAQUS/Explicit, A 15% slip ratio gives the real vehicle's braking distance when the frictional energy occurred al disk pad is included. Disk pad's frictional energy rate is calculated by the theoretical approach.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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