• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.671-676
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• 2016

산업현장에서의 회전체 기기의 유지보수안전관리를 위한 설비에 대한 설계에 대한 연구이다. 중급 진동 모니터링 시스템 시장에 진입하기 위한 다채널 설비 자가 진단 모니터링 장치를 개발하였고, 이 시스템의 특징은 확장성과 유연성을 부여하였다. 한 개의 신호를 처리하기 위해서는 한 개의 독립적 채널이 필요하나, 개발된 제품은 신호 처리 카드 한 장이 4채널을 처리하다. 한 개 랙에는 독립적인 이중화 전원장치, 디스플레이가 설치되어 진동측정값을 별도의 컴퓨터 없이 현장에서 바로 확인할 수 있다. 베어링 결함 감지는 진동 감시의 기본이지만 일반적인 진동 속도나 가속도에서 나타나지 않는 경우가 있다. 따라서 저주파대역의 반복적이지 않은 진동은 필터링하고 진폭 변조 시키는 기술이 기속도 엔벨로핑 기술이다. 이 기술이 적용된 진동 분석 장비를 개발하였다. 개발된 시제품은 진동오차 범위에서 작동함을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.106.2-106.2
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• 2013

본 논문은 반도체 및 평판 디스플레이 생산공정에서 가동되고 있는 건식 진공펌프들의 정밀 상태진단 및 예지 보수를 위한 pump monitoring system (PMS)의 제품화에 필요한 프로그램의 개발 내용을 소개한다. 본 연구에서 소개하는 건식 진공펌프들의 정밀 상태진단 및 예지보수기법은 PCT 특허 2 건으로 이미 등록된 내용이며, 본 논문은 이들 기법의 실제 구현에서 직면하는 기술적 문제점과 극복 방안을 제시한다. 본 논문에서는 현재 반도체 공정에 사용되고 있는 건식 진공펌프들로부터 측정하는 다중 상태변수들의 조사 결과를 소개한다. 이들 상태변수 측정치들이 갖는 개략적 특성을 통계적 분포함수로 분석한 결과를 우선 보인다. 특히 펌프 구동모터들의 소비 전류신호는 두 평균값에 대한 분포 즉 두 종의 분포함수를, 그리고 온도, purge gas 유량, 배기구 압력 등은 정상적 평균값에 대한 한나의 분포를 보였다. 따라서 구동모터들의 소비전류의 분포 즉 두 상하 수준('low and high' current level)에 따라 batch data를 구분하는 방법의 개발이 필요하였다. 본 연구에서는 step 함수형 eigenvector를 적용하여 소비전류 신호의 상하수준 천이 영역과 방향을 동시에 인식할 수 있는 기법을 개발 적용하였으며, 3300회의 배출가스 부하에 변화에 대한 천이 영역과 방향을 인식에 하나의 실패도 보이지 않음을 확인하였다. 기존의 측정 상태변수에는 회전기계류의 정밀 상태진단 및 예지보수에 핵심적인 기계진동 측정용 진동센서를 포함하고 있지 않은 기술적 문제점이 발견되었다. 기존 진동센서들의 높은 가격 뿐 아니라 진동센서의 출력신호를 저/중/고역 주파수 대역의 실효치로 환산하는 기술적 한계 때문에 진공펌프 상태진단에 아직 사용하고 있지 않고 있다. 본 연구에서는 진동선서 비용의 저감화 방안뿐 아니라 로터 회전 대역(250Hz 이하 저주파 영역), 베어링 진동 대역(250 Hz~2.5 kHz의 중간 주파수 영역), 그리고 기어 진동 대역(2.5 kHz~10 kHz 주파수 영역)별 실효치를 실 시간 측정할 수 있는 진동측정 모듈의 제품화 모델을 개발하였다. 개발 제품의 성능 뿐 아니라 현장 시험결과를 소개한다. 마지막으로 본 연구팀이 개발한 PCT 특허 2 건에 포함된 건식 진공펌프들의 정밀 상태진단 및 예지보수기법에 대한 현장 시험결과를 간략히 소개한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권1호
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• pp.21-29
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• 2017

복합재료 적층판 기계적 체결부(ASTM D5961 Proc. A, B)에 대하여 치구 설계에서 시험 결과의 해석까지 전체 과정을 제시하였다. 복합재료 적층판 기계적 체결부를 유한요소법을 사용하여 분석하였으며 시험 결과와 비교하였다. 시험편의 파손 거동을 분석하기 위해 점진적 파손해석 방법을 유한요소법에 적용하였다. 시험 파손 하중을 예측하기 위해 3가지 파손이론(최대 응력, 최대 변형률, Tsai-Wu)을 FEM에 적용하였다. 기계적 체결부의 일반적인 변수들을 검토하였으며 주요 변수에 대하여 베어링 강도 차이를 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권7호
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• pp.669-677
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• 2009

일반적으로 롤/요 평면상의 nutation 운동이 있는 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 정지궤도 위성인 통신위성에서 주로 사용되어 왔으나 본 논문에서는 저궤도 위성의 경우에 대해 최소 휠 개수인 2개 반작용휠로 구성된 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 휠 모멘텀 제어방식으로 피치축과 롤축 자세제어를 수행하는 방안을 살펴보았다. PI-제어기를 사용한 휠 모멘텀 제어 방식의 경우 휠 베어링 마찰 등 반작용휠에 가해지는 외란에 대한 강건성 보장을 해석적으로 분석하였으며, 롤축 자세에러 측정치와 요축 모멘텀 선형 제어기 설계를 위한 전달함수를 제시하였고, 시스템에 대한 이해도를 높이고, 외란 영향 및 모멘텀 바이어스 크기 등 필요한 설계 인자 선정을 위해 시스템에 대한 분석을 수행하였다.아울러 요축 모멘텀 PID-제어기를 사용한 모멘텀 바이어스 시스템의 롤/요축 자세제어 설계결과 및 시뮬코타키나발루레이션 결과를 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권5호
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• pp.514-523
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• 2008

본 논문에서는 한누리 2호의 자세제어 알고리즘 검증을 위해 개발한 KAUSatSIM에 대해서 논의한다. KAUSatSIM은 6개의 에어베어링을 사용하여 무마찰 환경을 모사한 1축 회전 테이블과 한누리 2호에서 사용된 각종 센서 및 모멘텀 휠로 구성되어 있다. 이 시뮬레이터는 한누리 2호의 자세제어 알고리즘에 대한 검증과 새로운 제어 알고리즘 개발, 그리고 그 성능 검증에 사용될 수 있다. 개발된 1축 회전 시뮬레이터를 이용하여 한누리 2호 개발에 이용된 자세제어 알고리즘 검증을 위하여 모멘텀 휠을 이용한 시험을 수행하였다. 비례-미분제어기를 사용한 모멘텀 휠 제어기를 설계하여 좋은 실험 결과를 얻었다. 그리고 더 나아가 추력기 시스템을 추가하여 소형위성에 적용 가능한 새로운 알고리즘 개발 및 검증이 가능하도록 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.729-734
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• 2002

본 연구에서는 스틸베어링을 가진 교량의 단순해석의 효과를 상부구조의 충돌의 유무에 따라 점검하였다. 교량의 지진해석에서는 비선형 시간이력해석이 일반적으로 사용되지만, AASHTO 등을 포함해서 많은 시방서는 단순해석법을 제시하고 있다. 그러나 AASHTO에서는 충돌에 대한 언급이 없고, 이로 인하여 단순해석의 결과가 비선형 시간이력해석과 차이가 있을 수 있음을 알 수 있다. 그래서 본 연구에서 다경간 단순지지 교량과 다경간 연속 고량, 두 형태의 교량에 대하여 비선형 모델을 개발하고, 이들을 단순해석에 적합하게 선형 모델로 수정하였다. 그리하여 비선형 시간이력해석과 단순 선형해석들의 결과를 비교 검토하였다. 이를 통해서, 단순 선형해석에 있어서 충돌 또는 접촉을 고려하는 것이 비선형 시간이력해석 결과와 가장 근접함을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.284-288
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• 1995

최근 애매성이 수반되는 정보를 Zadeh는 멤버쉽함수(membership function)를 이용하여 새로운 정보처리 방식으로서 퍼지이론을 제안하였고, 그후 의료계에서도 퍼지이론을 도입한 진단법들이 제안되었다. 회전기계의 이상진단법으로는 주파수득점법(Point counting method), 퍼지역연산법(Inverse method of fuzzy theory)등이 보고되고 있으며, 저자들도 퍼지이론을 이용하여 구름베어링의 결함진단, 회전기계의 간이 이상진단법등을 보고하였다. 이들은 주로 진동주파수의 스펙트럼 데이터 만을 이용하고 있고, 다른 많은 데이터를 복합적으로 이용할 수 없다. 이 때문에 주로 소규모 문제의 간이진단에서는 효과적이나 진단대상이 복잡하고 대규모로 되면 보다 정확한 원인 추정이 곤란하게 된다. 또한 수치데이터만을 취급할 수 있으므로 진동전문가가 진단에 이용하는 각종의 수치화 될 수 없는 데이터(언어적인 정보)가 취급될 수 없다. 따라서 이들의 진단법은 개략적인 진단은 가능하나 상세한 원인까지는 진단할 수 없는 단점이 있다. 회전기계의 이상판단시 참고가 되는 각종 정보로는 주로 진동진폭의 크기, 진폭과 위상의 변화, 진폭의 변화, 진동파형, 진동벡터의 시간변화 등이 있고, 이들은 수치적으로 표현할 수 있는 계량데이터와 판단의 경계가 불명확한 언어정보(범위데이터)로 나눌 수 있다. 후자는 애매성(fuzziness)을 많이 포함하고 있으며, 엄밀히 측정되는 수치데이터에서도 퍼지성을 가지고 있다. 이러한 언어적인 정보의 애매성을 퍼지추론에서는 [수치적 진리치](numeric truth)와 [언어적 진리치](linguistic truth)의 개념으로 표현하게 되었다. 수치적 진리치는 확실함의 척도를 [0,1] 사이의 수치를 이용하여 표현하고 있으며, 이 수치는 소견의 확실도로서 가능성을 표현한 것이다. 예를 들면, 진동진폭 스펙트럼상에 2X 성분이 상당히 크게 나타나 정렬불량의 가능성이 0.7 정도라고 판정하는 것 등은 이러한 수치적진리치를 이용하는 방법이다. 그러나 상기의 수치적 표현만으로는 확실도를 한개의 수치로서 대표하게 하는 것은 진단의 정밀도에 문제가 있을 것으로 생각된다. 따라서 언어적진리치가 도입되어 [상당히 확실], [확실], [약간 확실] 등의 언어적인 표현을 이용하여 애매성을 표현하게 되었다. 본 논문에서는 간이진단 결과로부터 추출된 애매한 진단결과중에서 가장 가능성이 높은 이상원인을 복수로 선정하고, 여러 종류의 수치화할 수 없는 언어적(linguistic)인 정보ㄷㄹ을 if-then 형식의 퍼지추론으로 종합하는 회전기계의 이상진단을 위한 정밀진단 알고리즘을 제안하고 그 유용성을 검토한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권3호
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• pp.125-140
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• 2015

In this paper, we present the results of the wear analysis of journal bearings on a stripped-down single-cylinder engine during start-up and coast-down by motoring. We calculate journal bearing wear by using a modified specific wear rate considering the fractional film defect coefficient and load-sharing ratio for the asperity portion of a mixed elastohydrodynamic lubrication (EHL) regime coupled with previously presented graphical data of experimental lifetime linear wear in radial journal bearings. Based on the calculated wear depth, we obtain a new oil film thickness for every crank angle. By examination of the oil film thickness, we determine whether the oil film thickness at the wear scar region is in a mixed lubrication regime by comparing dimensionless oil film thickness, h/σ, to 3.0 at every crank angle. We present the lift-off speed and the crank angles involved with the wear calculation for bearings #1 and #2. The dimensionless oil film thickness, h/σ, illustrates whether the lubrication region between the two surfaces is still within the bounds of the mixed lubrication regime after scarring of the surface by wear. In addition, we present in tables the asperity contact pressure, the real minimum film thickness at the wear scar region, the modified specific wear rate, and the wear angle, α, for bearings #1 & #2. To show the real shape of the oil film at wear scar region, we depict the actual oil film thickness in graphs. We also tabulated the ranges of bearing angles related with wear scar. We present the wear volume for bearings #1 and #2 after one turn-on and turn-off of the engine ignition switch for five kinds of equivalent surface roughness. We show that the accumulated wear volume after a single turn-on and turn-off of an ignition switch normally increases with increasing surface roughness, with a few exceptions.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.28-31
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• 2015

전기기기나 엔진의 축은 여러 가지 원인으로 축기전력이 발생한다. 이런 축과 베어링이 윤활유로 절연되어 있어 콘덴서를 이루고 있고, 콘덴서와 같은 역할로 기전력을 축적하고 있다. 이 축 기전력은 선체에 비해 극히 일부를 제외하고 +전압을 갖고 있다. 이 +전압이 축의 전기 스파크를 일으켜 부식을 야기 시킬 수 있다. 이 부식을 막기 위해 선박에서는 샤프트 그라운드 시스템을 설치하여 운용하고 있다. 이 축기전력을 측정은 프로펠러 축의 전압과 메인엔진의 회전수를 동시에 측정하였다. 측정장치는 내셔널인스트루먼트사의 24비트 A/D컨버터를 사용하여 측정하였고, 프로그램은 Lab View를 사용하였다. 본 논문은 축에 발생되는 기전력을 분석하였고, 분석결과를 이용하여 모델링을 하였다. 결과로 축기전력은 메인엔진의 회전수에 따라 비례하다가 일정회전수를 넘어가면 감소하는 경향을 보였다. 후진보다는 전진이 축기전력이 높은 결과를 얻었다. 전체기전력에 비하면 지구자기의 기전력은 미미하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.774-779
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• 2020

본 논문에서는 RNN 순환 신경망 (Recurrent Neural Network) 모델을 사용하여 스마트 중간층 면진 시스템의 지진 응답 제어 성능을 수치 해석을 통하여 검토하였다. 이를 위해서 지진 하중을 받는 건물의 동적 지진 응답 예측을 위한 RNN 모델을 개발하였다. 보다 실제적인 연구를 위하여 중간층 면진 시스템이 설치된 실존하는 건물인 시오도메 스미토모 건물을 예제 구조물로 선택하였다. 스마트 중간층 면진 시스템은 기존의 납 댐퍼를 대신하여 MR (Magnetorheological) 댐퍼를 사용하여 구성하였다. 그 외 고무 베어링이나 강재 댐퍼는 그대로 사용 하였다. 수치 해석을 통하여 개발된 RNN 모델이 기존의 FEM (Finite Element Method) 모델과 비교해서 매우 정확한 응답을 예측하는 것을 확인할 수 있었다. RNN 모델을 사용하면 자유도가 많은 FEM 모델을 사용한 경우에 비하여 해석 시간을 대폭 줄일 수 있다. 개발된 RNN 모델을 사용한 수치 해석 결과 스마트 중간층 면진 시스템이 기존의 수동 중간층 면진 시스템에 비하여 구조물의 지진 응답을 대폭 저감시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.