• 한국항공우주학회지
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• 제37권3호
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• pp.283-292
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• 2009

공력면의 전개 거동을 지배하는 미분방정식을 적분 형태를 바꾸어 전개 가능한 조건을 유도하여 전개에 필요한 힌지 토크를 추산할 수 있는 방정식을 얻었다. 방정식의 해는 주어진 전개 조건과 공력 조건에 대해 전개가 가능하기 위하여 전개 장치에 저장되어야 할 최소의 전개 에너지이며 방정식을 풀기위하여 공력과 중력, 마찰력 등 공력면에 작용하는 모멘트의 적분을 계산하여야 한다. 공력 롤 감쇠와 마찰력과 같은 비가역적 현상에 대한 적분을 수행하기 위하여 몇가지 가정과 모델링이 필요하였으며 특히 공력 롤 감쇠의 적분을 위하여 전개 각속도를 전개각만의 함수로 표현되도록 모델링하였고 이는 전개 과정에서 나타날 수 있는 최대 각속도와 형태를 가정함으로써 가능하였다. 방정식 풀이와 전개 각속도의 모델을 위하여 전개 에너지를 대표하는 이상 전개 각속도를 정의하였으며 최소의 전개 에너지를 구하는 방정식은 이상 전개 각속도에 대한 이차 방정식으로 표현된다. 제안된 추산법을 검증하기 위하여 여러 가지 전개 조건과 공력 조건에 대하여 최소 전개에너지를 추산하고 기 개발된 전개 거동 모사 프로그램을 이용하여 여러 형태의 전개 토크 형태에 대하여 추산 결과의 타당성을 비교 검토하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권5호
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• pp.183-189
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• 2023

A bearing is a mechanical component that transmits rotation and supports loads. According to the type of rotating mechanism, bearings are categorized into ball bearings and tapered roller bearings. Tapered roller bearings have higher load-bearing capabilities than ball bearings. They are used in applications where high loads need to be supported, such as wheel bearings for commercial vehicles and trucks, aircraft and high-speed trains, and heavy-duty spindles for heavy machinery. In recent times, the demand for reducing the driving friction torque in automobiles has been increasing owing to the CO₂ emission regulations and fuel efficiency requirements. Accordingly, the research on the driving friction torque of bearings has become more essential. Researchers have conducted various studies on the lubrication, friction, and contact in tapered roller bearings. Although researchers have conducted numerous studies on the friction in the lips and on roller misalignment and skew, studies considering the influence of roller shape, specifically roller shape errors including lips, are few. This study investigates the driving friction torque of tapered roller bearings considering roller geometric uncertainties. Initially, the study calculates the driving friction torque of tapered roller bearings when subjected to axial loads and compares it with experimental results. Additionally, it performs Monte Carlo simulations to evaluate the influence of roller geometric uncertainties (i.e., the effects of roller geometric deviations) on the driving friction torque of the bearings. It then analyzes the results of these simulations.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.585-591
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• 2017

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 30,000~90,000rpm의 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 베어링 타입의 승용차용 터보과급기를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 커플링으로 구성되었다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 마그네틱 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 공급 시스템을 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 온도 $60^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$, 압력 4bar의 오일을 공급하는 상태에서 터보과급기가 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동할 때 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하며, 대략적으로 과급기 회전속도의 1.4~1.8 지수승에 비례함을 보이고 있다. 또한 오일온도가 $60^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$로 증가할 때 마찰손실은 최소 41%, 최대 63% 감소하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.183-190
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• 2016

Engine torque is transferred to the transmission where drag torque is minimized improving fuel efficiency. This is particularly true in a wet clutch pack. This study measures slip friction when the wet clutch pack in a DCT (Dual-Clutch Transmission) is disengaged, and the friction pads are slipping. Shudder engagement velocity, and applied forces can be measured under various working conditions through these torque transfer experiments. Test results demonstrate that the design parameters, and engagement conditions of wet clutch packs can be optimized to reduce shudder and frictional vibration during engagement in a dual clutch transmission.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.827-834
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• 2023

본 연구에서는 자동차 송풍장치용 slotless Outer Rotor BLDC 모터를 설계하고 제작하여 기존의 모터들의 단점을 개선하였다. 제안된 모터는 Brush를 제거하여 회전 시 DC 모터의 기계적 마찰에 의한 소음을 해결하고, 구조적으로 Slotless Air-Gap 권선을 사용하여 BLDC 모터 슬롯에 의해 발생되는 코깅 토크를 개선하였다. 그리고 외부 회전자에 Magnet을 부착시키고 내부 회전자와 동시에 회전하기 때문에 자속의 변화가 생기지 않아 구조적으로 철손을 원천적으로 줄여 높은 효율을 가진다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1067-1076
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• 2016

본 논문은 고령자를 위한 하이브리형 전동 휠체어의 개발에 대해서 서술하였다. 개발된 하이브리드형 휠체어는 기존 전동 휠체어에 비해 기구적 및 제어적 특징을 가지고 있다. 기구적 특징으로써 인체공학적 등받이 브레이크 메커니즘을 새롭게 고안하였고, 이로부터 고령자들이 몸동작을 이용하여 손쉽게 제동을 할 수 있도록 하였다. 제어적 특징으로써, 휠 토크 보조, 마찰/관성보상, 중력보상 및 한 손 구동과 같은 다양한 동력보조 기능을 융합하여 고령 탑승자의 근력 부담을 현격히 감소시켰다. 휠 토크의 보조를 위해 핸드림에 스트레인게이지를 부착하여 탑승자가 가하는 휠 토크를 측정하였으며, 마찰보상과 관성보상을 위해 바퀴와 시트에 각각 자이로스코프와 가속도센서를 부착하였다. 또한, 중력보상을 위해 기울기 센서를 추가적으로 부착하였으며, 편마비 환자들과 같이 한 손 만을 사용할 수 있는 사용자들 위해서 시트 밑면에 부착된 압력 센서로부터 휠체어의 주행 방향을 인식하고 자이로스코프를 이용하여 반대편 휠의 각속도를 제어하는 한 손 주행 알고리즘을 새롭게 고안하였다. 최종적으로 본 연구에서 고안한 운동 보조 알고리즘의 성능을 각종 실험으로부터 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.1-8
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• 2016

본 논문에서는 기존의 관성안정화 플랫폼에서 보편적으로 사용됐던 PID 제어에 외란관측기를 적용하는 알고리즘 제안한다. 외란관측기 알고리즘을 적용하기 위하여 직접구동 모터로 구동되는 안정화 플랫폼 축의 관성모멘트와 축 마찰 특성을 실험적으로 구하고, 시뮬레이션과 실험결과를 비교하여 정확도를 검증하였다. 또한 차수와 상대차수가 다른 여러 가지 Q-filter 적용실험을 통하여 필터 특성에 따른 시스템의 안정성을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 6 자유도 시뮬레이터를 이용하여 차량 모션 인가실험을 통해 이중 PID 제어 루프의 결과와 비교/검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.293-300
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• 2013

본 논문에서는 앵커볼트의 체결력을 고려한 유한요소 모델을 제안함으로써 앵커볼트로 연결된 부재의 해석적 평가방법을 제안하였다. LS-DYNA를 사용한 유한요소 모델링은 복잡한 3차원 상세모델보다는 단순화된 앵커모델들을 적용함으로써 해석 효율성을 고려하였다. 앵커볼트는 Beam 혹은 Solid 요소로 토크 조임에 따른 앵커볼트 긴장상태를 반영하였고, 토크 조임에 따른 체결력을 고려하기 위해 너트면에 압축력을 도입하거나 너트를 Shell 혹은 Solid로 고려하여 작용 토크값으로 산정되는 체결력과 등가의 하중을 도입하였다. 외력 작용 시 체결력과 마찰력에 의한 앵커볼트의 하중전달은 nodal rigid 혹은 contact 조건으로 고려하였다. 체결력을 고려한 세 종류의 앵커모델을 적용한 해석결과, Model I과 Model III는 볼트 축력과 전단력이 매우 유사한 값으로 계산되었고, Model II의 경우, 볼트 축력과 전단력이 다소 과소평가되는 것으로 나타났다. Model I은 다른 두 모델에 비해 수치해석적으로 효율적인 것으로 분석되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.262-268
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• 2014

본 연구는 2MW급 풍력 발전기용 고속커플링의 요구조건인 유연성과 절연성 및 과부하시 기능부품의 파손을 방지하기 위한 동력 차단기능을 만족하기 위한 구조설계와 검증에 관한 것이다. 커플링의 유연성과 절연기능은 강도와 유연성 및 절연성을 동시에 가지는 유리섬유강화플라스틱을 이용하여 설계하였으며 유한요소해석을 통하여 원소재 두께를 최적화하였다. 또한 이상 토크 발생시 동력전달을 차단하기 위한 토크리미터를 마찰차 형식으로 설계하였다. 시제품의 성능평가를 통하여 설계변수의 타당성을 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.27-34
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• 2023

본 논문은 마그네틱 기어를 적용한 항공기용 전기추진시스템에 관하여 기술한다. 항공기 추진모터는 높은 토크가 요구되기 때문에 감속기를 결합하여 토크를 증대시킬 수 있다. 하지만 기계식 기어는 마찰에 의한 손실과 열 및 진동 등으로 인해 잦은 유지 보수가 필요하다. 기계식 기어를 사용하지 않는 직접구동형 전동기의 경우 고 토크를 달성하기 위한 설계 시 전동기의 크기와 중량이 증가하게 된다. 본 논문은 항공기의 전기추진 시스템에서 기계식 기어의 유지보수와 직접구동형 전동기의 중량 증가 문제를 해결하기 위해 마그네틱 기어 적용 방안을 제안한다. 항공기용 전기추진 시스템에 적합한 마그네틱 기어를 설계하고 직접구동형 전동기와 성능을 비교함으로 마그네틱 기어의 적용 가능성을 확인한다.