• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.112-121
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• 1999

현가장치의 기능은 노면으로부터의 진동이나 충격을 차체와 격리시키며 주행시 차량의 안전성을 확보하는데 있다. 고정된 스프링과 댐퍼의 특성으로는 두 가지 차량 주행특성을 나타내는 차체 가속도와 타이어 동적력을 최소화할 수 없으므로 가변형 댐퍼를 이용한 반능동식 현가장치로서 승차감과 주행 안정성을 동시에 고려하여 성능 지수를 설계하는 LQ(Linear Quadratic)제어 이론을 적용하는 연구가 진행되고 있다. LQ 제어 성능지수의 가중함수는 주파수와 시간에 관계없이 상수로 고정되기 때문에 각 요소에 대한 비중이 모든 상황에서 동일하나 승차감이나 주행 안정성의 평가기준이 모든 주파수에서 동일하지 않으므로 본 연구에서는 자기유변댐퍼를 장착한 1/4차의 반능동형 현가장치를 구성하고 LQ 제어의 문제점을 해결하는 Frequency shaped 최적 제어를 이용하여 특정 주파수 범위에서 차량의 승차감과 주행 안정성을 향상시킨다. Frequency shaped 최적 제어는 가중치가 주파수의 함수인 성능 지수를 통해 제어 규칙을 구하는데, 가중함수의 설계기준을 인간이 가장 민감하게 느끼는 4~8Hz의 주파수에서는 승차감에 두고 차축 고유 진동수 부근에는 주행안전성에 둔다. 모사실험과 실험 결과로부터 Frequency shaped 최적 제어기를 장착한 반능동형 현가장치가 승차감과 주행 안정성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제34권4호
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• pp.1-9
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• 2016

수중 강재 절단을 위해 내압성, 유연성의 외부장치인 스프링 호스와 가소성 성형폭약을 결합한 수중 성형폭약 장치를 고안하였다. 최적조건 설계를 위한 기초실험으로 외부장치의 형상에 따른 관입성능을 비교하였다. 실험결과를 평가하기 위하여 관입 된 강재에 액상 고무를 이용하여 모형을 획득한 후 이미지 분석을 하였고, 성형폭약의 관입 과정을 모사하기 위해 AUTODYN 프로그램을 이용하여 해석하였다. 분석결과 원형 및 사각 외부장치의 평균 관입 깊이는 유사하였으나 관입품질은 원형의 경우 더 균일하였다. 또한, 사각의 경우 침투현상이 발생하였고, 수압증가에 따른 변위가 원형대비 크게 측정되었다.

• 감성과학
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• 제5권1호
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• pp.1-7
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• 2002

본 논문에서는 가상환경하에서 사용자가 느끼는 물체의 무게감에 관해 연구하며, 3D mouse에 스프링의 탄성력을 이용한 근력입력장치를 새롭게 디자인한다. 근력입력장치는 몰입형 가상환경에서 사용자들의 악력을 이용하여 힘이나 무게를 느낄 수 있도록 고안된 장비이다. 본 논문에서는 물체의 부피와 무게감에 관한 실험, 물체의 재질과 무게감에 관한 실험, 근력입력장치의 악력과 무게감에 관한 실험 등 세 가지 실험을 수행하여 비교·분석한다. 실험결과의 통계적 분석 및 사용자 설문지 분석을 통해서 얻은 결론은 몰입형 가상환경하에서 부피와 재질은 사용자들에게 현실감 있는 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 하지 못하지만, 근력입력장치의 악력을 사용할 경우 현실감을 증대시키며 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 제안한 근력입력장치는 무게감을 제공하는 데 효과적이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.268-275
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• 2020

국내 산악 지역 자연공원에서는 자연 환경과 주변 조망을 보존하기 위해 전차선의 설치가 불가하다. 따라서 산악 트램은 무가선으로 운행되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 차량의 추진 배터리에 전기를 공급할 수 있는 지상 집중식 급전장치를 개발하고 동작 및 기능 시험을 실시하여 성능을 검증하였다. 개발한 지상 집중식 급전장치는 검수고 또는 정거장의 한 지점에 고정 설치되어 있으며, 차량의 대차가 진입하여 정차하면 스프링 장력으로 암과 집전 슈를 올려 대차 하부에 있는 차량측 집전 바와 접촉하고, 전기를 흘려 배터리에 전력을 공급한다. 지상 집중식이므로 차량 지붕 위의 집전장치와 전차선이 필요 없게 되고, 산악트램은 무가선 상태로 운행을 할 수 있다. 정거장이나 검수고에서 움직이지 않고 정지한 상태에서 집전하므로, 이선이나 아크 발생이 없다. 집전 슈의 마모나 손상을 초래할 수 있는 가동 접촉면이 사라지게 되므로 집전장치 수명이 연장되는 장점이 있다. 시험 결과에 따르면, 절연저항은 기준치인 10㏁ 이상이었고, 전류 335A를 1시간 동안 일정하게 공급하여도 이상 발열이 없음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.38-43
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• 2014

굽힘파 전파 특성을 이용하여 지지강성을 도출하고 이를 이용한 레일체결장치의 결함 검출 시험법을 제안하였다. 점탄성 패드로 지지되고 체결장치로 고정된 레일의 진동 응답은 주파수에 따라 지지단 동특성에 크게 영향을 받는다. 체결장치에 결함이 발생할 경우에는 구조적인 불연속성으로 인해 굽힘 파동의 전파 특성이 변화하게 된다. 이러한 변화를 감지하기 위해서 전달함수법을 이용해 주파수에 따라 변화하는 레일 지지단 동특성을 측정하였다. 연속 스프링으로 지지된 레일 응답으로부터 예측한 레일의 보존에너지를 이용해 결함에 대한 파동 전파의 민감도를 해석하였다. 민감도 해석 결과와 동적지지강성 변화를 측정하여 손상지수를 계산하고 결함 위치를 추정하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.6-6
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• 2017

농용트랙터의 전방차축 현가장치는 노면으로부터 발생하는 진동의 영향을 줄일 수 있기 때문에 트랙터의 대형화, 고속화의 추세에 맞춰서 승차감과 조향감을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 전방차축의 현가장치는 트랙터의 차체 무게에 의한 부하가 크고, 또한 유압 펌프를 비롯한 유압시스템이 존재하기 때문에 유압식 회로로 구성하는 것이 바람직하다. 하지만, 현가장치의 유압회로를 개발하는데 있어서 실제 시스템을 구성하여 실제 실험을 통한 개발에는 비용과 시간이 많이 필요하다. 본 연구에서는 유압식 전방차축 현가장치에 필요한 유압회로부 개발을 위하여 시뮬레이션 기법과 요인시험 장치를 이용 적정 유압회로를 설계하고자 하였다. 이를 위하여 어큐뮬레이터, 가변 오리피스, 릴리프밸브, 체크밸브 등으로 구성된 유압 현가요인 시험 장치를 설계 제작하였으며, 현가 부품인 실린더 행정, 속도, 전달되는 힘을 측정하고, 유압 해석 프로그램인 SimulationX를 이용 구성된 유압회로 부품에 측정값을 입력하여 실제 조건과 유사한 동특성을 나타내는 전방차축 현가요인 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 실제 시험조건과 같은 가진 조건을 부여하여 개발 현가장치의 특성 값 변동에 따른 현가 성능을 구명하였다. 이를 위해 시뮬레이션 상에서 120 마력 트랙터 무게의 50% 수준에 해당하는 2,000 kg의 부하가 존재하는 상태에서 현가장치의 유/무에 따른, 감쇠 계수의 변화에 따른 스프링상 질량의 RMS 가속도를 비교하였다. 입력 가진으로는 1 Hz, 4 Hz, 8 Hz의 진동수에 각각 10 mm, 6.4 mm, 3.2 mm의 진폭을 인가하였다. 시뮬레이션 결과, 1 Hz에서는 현가장치가 있는 경우 최대 55.9% 개선되었고, 4 Hz에서는 최대 3.9 % 개선되었고, 8 Hz에서는 최대 61.4%까지 개선되었다. 이는 4 Hz의 경우에는 2,000 kg의 부하에 해당하는 고유 진동수 대역에 해당하기 때문에 그 감쇠 효과가 없는 것으로 나타났다. 하지만, 다른 주파수 대역에서는 현가장치가 효과적으로 작동하는 것을 나타내었다. 설계한 전방차축 현가 유압회로부를 시뮬레이션을 통하여 분석한 결과, RMS 가속도의 개선이 명확하게 이루어지는 것을 확인하였으며 입력 주파수 변화에 따라 감쇠특성도 나타나는 것을 확인하였다. 추후 연구에는 설계한 유압회로부와 관련 부품을 설계 제작하여 실제 트랙터에 장착 그 성능을 검증할 예정이며, 노면조건에 따라 감쇠성능을 유지하기 위한 반능동형 또는 적응형 현가장치 제어 기술을 적용하여 개선된 현가성능을 확보하기 위한 연구를 수행할 예정이다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권4호
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• pp.437-444
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• 2012

본 연구에서는 현제 농가에서 사용하고 있는 진동흡수장치가 전혀 없는 트레일러(E)와 트레일러의 적재규격에 적합하게 평판스프링과 쇽업쇼바를 동시에 설계 제작한 트레일러(I)를 사용하였다. 트레일러에 360kg의 배를 4층으로 적재한 상태로 아스팔트 도로 위를 2m/s로 정속 주행하면서 발생된 평균 진동 주파수의 크기를 상호 비교하여 개발된 트레일러의 진동흡수 효과를 비교 분석하였다. 개발한 현가장치를 장착한 개량된 트레일러는 60Hz 이하와 80Hz 이하의 주파수에서 기존 트레일러에 비해 진동 가속도의 감소 효과가 매우 크게 나타났다. 기존 트레일러에 비하여 개량된 트레일러에서 평균 진동가속도의 크기는 주파수 영역에 따라서 다르긴 하지만 3분의 1까지 대폭 감소시킬 수 있었다. 후방의 상층에 적재된 농산물일수록 진동가속도의 크기가 높아 부패가 빨리 진행 된다고 보고된 논문과 일치하지 않는 이유는 전 연구자는 적재함의 길이가 14,000mm이었고 본 시험에서 사용한 적재함은 1,820mm로 비교적 짧은 것에서 얻어진 결과로 일정한 경향을 찾기가 어려웠던 것으로 판단된다. 모든 주파수의 영역에서 개량된 트레일러가 기존의 트레일러에 비하여는 진동가속도의 크기가 현저히 낮게 나타났다. 특히 40Hz에서 80Hz까지의 주파수대에서 3분의 1로 진동가속도의 크기를 줄일 수 있어서 농산물의 수송 손실을 대폭 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.197-203
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• 2014

신관 안전장전장치는 비행체의 수송, 저장, 취급 중의 안전을 절대적으로 보장하도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 비행체에 적용되는 신관 안전장전장치의 안전성을 증대시키기 위한 솔레노이드 조립체와 솔레노이드 조립체를 구동하기 위한 솔레노이드 구동회로를 포함한 신관 안전장전장치 설계에 대해 기술한다. 솔레노이드 조립체는 신관 안전장전장치에 적용한 추가적인 안전장치로서, 코일 조립체, 복원스프링, 코어 등으로 구성된다. 솔레노이드 조립체의 코어는 평상시에는 1차 안전장치를 구속하고 있어 1차 안전장치가 작동하는 것을 저지해줌으로써 비행체의 취급이나 수송 시 안전을 확보해주게 되며, 발사를 위한 비행체 배터리 전원이 인가 및 활성화되어 신관 안전장전장치에 공급되면, 솔레노이드 구동회로가 코어를 작동시켜 신관 안전장전장치의 1차 및 2차 안전장치를 해제시키는 역할을 한다. 또한, 솔레노이드 구동회로는 비행체 발사 이후, 신관 안전장전장치의 기계적 장전이 완료되어 장전스위치가 turn-on되면 솔레노이드 조립체에 인가되는 전원을 자동 차단시켜 비행 중의 전원 소모량을 줄일 수 있도록 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.122-123
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• 2007

고전압 가스 차단기에서는 긴 스트로크 동안 가스반발력을 극복하고 빠르게 차단할 수 있는 액추에이터가 필요하다 기존에는 공압식, 유압식, 스프링 액추에이터와 같은 기계적인 장치가 사용되었다. 그러나 기존 액추에이터에서는 소음, 에너지 손실, 고가적의 단점이 있어, 근래에 들어 PMA, 모터와 같은 전기적 장치도 사용되고 있다. 전기 액추에이터는 간단한 구조로 되어 있어 기계적 손실을 줄일 수 있고 소음이 적은 장점이 있다. 전자석 조작기의 연구 필요성에 따라 새로운 형태의 전자석 조작기 Electro Magnetic Force driving Actuator(EMFA)가 개발되어 고전압 가스 차단기에 적합하다고 분석되었다. EMFA의 동특성을 얻기 위한 과도상태 해석에서는 2차원 유한요소법을 이용하여 얻은 전자기적 해석을 회로, 운동방정식과 연계하여 시간차분법을 사용하여 해석하였다. 하지만 2차원과 3차원의 전자기 해석은 차이를 보인다는 것을 확인하였고 정확한 전자기 해석을 위해 3차원 동특성 해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다.