• 한국정밀공학회지
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• 제27권3호
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• pp.33-40
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• 2010

Multizeros(multiple order zeros) optical beams which belong to the Laguerre-Gaussian beams, have rotational phase and conically-shaped amplitude structures around multizeros points in their phase and amplitude profiles, respectively. Especially, they have their own characteristics that the multizero points do not vanish over free-space propagation. Therefore, they are expected to be adequate for the applications of long-range optical measurement by using their multizero points as optical markers for the deformation sensing. In this paper, fundamental properties of multizeros optical beams for long-range optical measurement applications are investigated and clarified. In particular, the mathematical investigations are described on the characteristics of multizeoros optical beams such as (1) separation of a multizero into isolated single order zeros, (2) topological charge of zeros distribution which are induced by superposing them. And also the outline of a fundamental experiment and its result are explained briefly.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권4호
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• pp.13-22
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• 2004

MEMS 소자의 패키지는 일반적으로 패키징 과정에서 큰 온도변화를 받게 되는데, 이에 의한 패키지의 변형은 패키지 및 소자의 신뢰성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 진동형 MEMS 자이로스코프 센서의 패키지를 대상으로 하여, 온도변화로 인한 열변형 거동에 대한 광학실험과 해석을 수행하였다. 이를 위하여 실시간 모아레 간섭계를 이용하여 각 온도단계에서 변위분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고, 그로부터 MEMS 패키지의 굽힘변형 거동 및 인장변형에 대한 해석을 수행하였다. MEMS 칩과 EMC 및 PCB의 열팽창계수 차이로 인하여 패키지는 $125^{\circ}C$ 이하에서는 전체적으로 아래로 볼록한 굽힘변형이 발생하였으며, 온도 $140^{\circ}C$를 정점으로 그 이상의 온도에서는 반대의 굽힘변형이 발생하였다. MEMS의 주파수에 영향을 줄 수 있는 칩 자체의 수축변형률은 약 $481{\times}10^{-6}$로 측정되어서 MEMS 설계시 이를 고려하여야 함을 알 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.217-226
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• 2003

본 연구에서는 활동성 불연속면을 포함하고 있는 모래지반에 터널을 굴착할 때에 터널 주변의 원지반에 발생되는 아칭을 규명하기 위하여 터널 상부의 토피고와 불연속면의 위치 및 각도를 변화시켜가며 모형실험을 수행하였다. 모형실험기의 중앙에 수직으로 이동이 가능한 가동판을 설치하고 모래지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 터널 굴착을 모형화 하였고, 토조의 바닥판에 로드셀을 부착하여, 아칭에 의한 하중전이를 측정하였다. 굴착에 의한 지표면의 침하거동은 변위측정센서를 지표면에 설치하여 측정하였으며, 실험 중에 연속사진촬영을 실시하고 지반조성시 일정한 간격으로 설치한 측점의 움직임을 관측하여 굴착에 의한 지반이완형태를 측정하였다. 본 연구 결과 터널굴착시 불연속면의 각도와 위치, 그리고 터널 상부의 토피고에 따라서 하중전이 형태와 이완영역이 변화하는 것을 확인하였으며 지반의 이완영역이 터널과 인접해 있는 불연속면을 따라 주변지반으로 점차 확대되어 가는 것을 알 수 있었다.

• 폴리머
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• 제26권1호
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• pp.113-120
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• 2002

전기변형(electrostriction)이란 물체에 전압을 인가했을 때 맥스웰 응력이 나타나고, 이로 인하여 물체가 변형되는 현상을 말한다. 이러한 성질은 대부분의 유전체에서 나타나는데, 특히 탄성계수가 낮은 엘라스토머에 적용하면 전기에너지가 효율적으로 변환되어 큰 변형과 힘을 발현한다. 이렇게 전기변형을 크게 일으키는 고분자를 전기변형 고분자(electrostrictive polymer, EP)로 분류하며, 이들은 구동체 및 센서, 인공근육, 음향전달 장치 분야로의 활용이 유망한 재료로 예견되고 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄과 아크릴 고무 등의 유전성 탄성체(dielectric elastomer)를 이용하여 전극-EP-전극의 적층을 이루는 유니모프 구동체를 제조하여 구동시켰고 주파수를 증가시키면서 작동시킬 때 구동체의 운동범위가 감소하는 현상을 전기적, 기계적으로 해석하고자 유전율과 탄성율을 주파수에 따라 측정하는 한편, 고전적 적층이론을 이용하여 EP의 구동역학을 모델링 하였다. 실험결과, 주파수 증가에 따른 구동체의 운동 변위 감소는 재료의 유전 완화시간과 밀접한 관계를 가졌음을 알 수 있었고, 고전적 적층이론으로 해석한 유니모프 구동체의 운동은 실제 적용한 우레탄 구동체의 운동과 상당히 유사한 거동을 보였다.

• 폴리머
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• 제30권6호
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• pp.471-477
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• 2006

이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer metal composite, IPMC)는 낮은 구동 전압에서도 비교적 빠른 응답 속도를 갖는 전기활성고분자(electro active polymer, EAP) 재료이다. IPMC는 인간의 근육과 유사한 인성 및 변형 특성을 나타내므로 최근 인공근육용 구동체 개발을 위한 많은 연구들이 진행되어 왔으며, 또한 우주항공, 센서 및 펌프 등의 다양한 분야에서 적용가능성이 조사되고 있다. 본 연구에서는 액상 내피온을 이용하여 용액 캐스팅 방법으로 다양한 두께의 내피온 막을 제조하는 방법을 도입하였다. IPMC 제조방법은 Oguro가 제안한 방법을 기초로 하여 도금온도를 변화시켜 무전해 도금법을 이용하여 내피온 내부로의 1차 전극을 형성시켰으며, 형성된 1차 전극의 안정성과 표면전기저항을 낮추기 위하여 이온빔보조증착법(ion beam assisted deposition, IBAD)을 도입하여 금과 이리듐을 1차 전극표면 위에 증착하여 2차 전극을 형성시켰다. 1, 2차 무전해 도금한 IPMC와 2차 IBAD 코팅한 IPMC 전극의 표면과 단면 형상을 SEM으로 관찰하였으며, 전압을 인가할 때 IPMC 내부의 수분증발 및 이온전도도의 변화를 조사하였다. 또한 다양한 두께의 IPMC를 제조하여 두께변화에 따른 변위와 구동력을 측정하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권5호
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• pp.69-77
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• 2017

This paper introduces an optical encoder using the reflection in the slit. The digital optical encoder is a sensor to generate a pulse according to the displacement. An optical encoder is composed of 3 parts: light source, slit plate and light-receiving element. In a conventional encoder, one slit produces one signal. The resolution of the digital optical encoder is determined by the number of slits in the encoder plate. The small slit size is most important among the factors that determine the resolution in a generic-type optical encoder. However, a small slit has low productivity and technical difficulties, so analog optical encoders have emerged as an alternative. Nonetheless, this alternative requires additional circuitry and equipment because of the noise and drafts in the analog signals. A new sensor is presented in this paper with a high resolution and a slit of the same size using the reflection in the slit. Then, the path of the light that passes through the slit ccording to the shape was analyzed, and some paths were expressed in the mathematical expressions. In addition, the optical paths were analyzed in the rectangular, octagonal, and circular encoders, and shown the obtained number of signals per slit by using them. Thus, we confirm that this method has the best performance in circle-shaped slits.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.847-853
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• 2011

주위 매질의 움직임에 반응하는 섬유상 감각모는 대부분의 생물체에 존재하여 먹이, 침입자, 또는 동족 여부를 감지하는 역할을 한다. 이 기능을 모방한 인공 감각모를 설계 제작하기 위하여 유연 감각모를 기초로 한 수학모델을 제안하고, 작동영역에서의 응답특성을 파악하기 위하여 매개변수 해석을 수행하고 각 인자들의 영향을 고찰하였다. 유동 감각모의 변위를 일반화 좌표 및 고유 진동모드로 나타낸 결과, 탄성계수가 비교적 큰 Cytop 감각모의 경우 고유진동의 기본모드가 지배적인 것으로 나타났다. 주어진 유동 중에 있는 감각모의 동적거동은 형상에 크게 의존하였다. 또한 탄성계수가 큰 인공 감각모에서는 생물학적으로 중요한 주파수 범위 내에서 공진현상은 나타나지 않았다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.825-831
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• 2020

현대 사회에서 자동차는 필수 이동수단이 되었다. 자동차 부품 중 유일하게 지면에 맞닿아 사용되어 마모되는 소모품이다. 만약 타이어가 마모가 심한 경우 타이어가 파손되어 운전자에게 큰 사고의 위험이 제공될 수 있다. 이런 위험을 방지하기 위해 운전자는 자동차를 주행하기 전에 타이어의 공기압과 트레드의 상태를 확인해야 한다. 타이어 공기압은 TPMS가 있는 자동차에서는 손쉽게 측정할 수 있지만, 타이어 트레드 상태 같은 경우 동전 또는 버니어 캘리퍼스를 이용해 운전자가 직접 측정해 번거로울 수 있다. 이런 번거로움은 운전자가 타이어 트레드 상태 측정을 등한시하여 타이어 파손으로 인한 교통사고에 노출될 수 있다. 본 논문에서는 자동차 타이어를 자동으로 측정할 수 있는 IoT 서비스 기반의 시스템을 설계하기 위한 연구 내용을 소개하며, 해당 시스템의 일부 구성요소를 실제로 구현하고 테스트하여 시스템 구현에 대한 가능성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.27-35
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• 2010

본 논문에서는 지진이나 강풍과 같은 동적하중으로부터 구조물을 효과적으로 보호하기 위한 MR 감쇠기 기반의 스마트수동시스템의 제진성능을 파악하였다. 스마트 수동시스템은 MR 감쇠기와 MR 감쇠기의 전력원으로 사용하기 위한 전자기유도(Electromagnetic Induction, EMI)장치를 결합시킨 시스템이다. EMI 장치는 영구자석과 코일로 이루어져 있으며, MR감쇠기와 같이 구조물에 설치되어 구조물의 상대변위에 의해 발생하는 운동에너지를 Faraday의 전자기유도법칙에 따라 전기에너지로 변환시켜 감쇠특성을 변화시키기 위해 MR 감쇠기에 제공하게 된다. 스마트 수동 제어시스템은 기존의 MR 감쇠기 기반 반능동 제진시스템에서 필요로 하는 센서, 제어기, 전원공급장치 등의 피드백 제어시스템을 EMI 장치로 대체함으로써 훨씬 간편하고 설치 및 유지관리가 용이하게 된다. 본 연구에서는 6층 규모의 철골 구조물을 대상으로 다양한 역사지진 하중에 대한 진동대 실험을 통해 스마트 수동 제어시스템의 제진성능을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.77-90
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• 2009

본 연구에서는 다층지반에 관입된 현장타설말뚝 중 강성말뚝을 대상으로 다층지반의 조건에 따른 말뚝의 수평지지력과 수평거동에 대하여 실험적 분석을 실시하였다. 이를 위해 말뚝이 근입되는 지반에 상이한 상대밀도를 갖는 지반층을 구성하였으며, 수평하중-변위량 곡선을 통하여 극한수평지지력을 산정하고 기존의 방법을 적용시켜 산정된 극한수평지지력과 비교하였다. 또한, 말뚝에 부착된 스트레인게이지와 토압센서를 이용하여 다층지반에서의 말뚝의 수평거동에서 발생하는 휨모멘트분포와 극한단위수평지지력분포를 확인하였다. 수평재하시험결과 말뚝의 극한수평지지력은 지반의 상대밀도와 지반층의 구성에 따라 달라지며, 단일지반을 대상으로 제안된 다양한 방법으로 예측된 값에 비하여 상당부분 적게 측정되는 것으로 나타났다. 말뚝의 침모멘트 분포는 다층지반의 조건에 상관없이 유사한 분포 형상을 보였으며, 극한단위수평지지력 분포 형태는 최상층지반과 중간층지반이 동일하고 최하층지반이 상이한 지반에서 다소 달라지는 분포형상을 보였으나, 다른경우에 있어서는 기본적으로 Prasad and Chari(1999)의 극한단위수평지지력 분포형상과 유사한 것으로 나타났다.