• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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• pp.634-637
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• 2010

본 논문은 미세구조의 마이크로 액추에이터의 구동해석을 위한 결과로써 3차원 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA)을 이용하여 수행하였다. 마이크로머신과 같은 미소구조물을 해석하는 경우, 컴퓨터의 메인 프로세스에 비해 프리프로세서(pre-processor)의 비중이 높아지고 있어 그 효율화가 가장 중요하다. 수작업에 의존해야 했던 지난날의 요소분할법 기술은 최근에 들어 여러 연구자들에 의해 개발되고 있다. 특히, 복합현상을 다루는 정전 액추에이터에 직접적인 적용에 다소 어려움이 있는데 3차원적인 수치 및 실험평가는 실용적인 문제에서 비추어 볼 때 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 센서로서의 역할을 하는 마이크로 정전 액추에이터의 기본설계를 위한 토대를 구축하고자 3차원적인 FEA 시뮬레이션을 수행하여 미세 회전운동을 분석하였다. 그 결과 설계된 모델에서 먼저 자중해석과 Mode 해석에서 기준치를 모두 만족하였다. 또한 설계된 액추에이터의 형상에 따른 회전자의 변형해석을 수행하여 시작토오크와 탄성한계까지의 위치제어에 필요한 회전각을 구하였으며, 정전장 해석을 통하여 시작토오크는 전압 $V^2$에 비례함을 알 수 있었다.

• 전산구조공학
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• 제7권3호
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• pp.133-141
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• 1994

강도활용을 극대화한 볼트의 소성역체결시 볼트의 항복은 볼트에 발생한 인장응력과 너트 나사산과의 접촉면에서 오는 마찰토오크에 의한 전단응력과의 조합에 의한 영향을 받는다. 볼트는 최소단면적인 나사부중 너트와 물리지 않은 여우나사부에서 먼저 항복을 일으킨다. 볼트재료는 대체로 항복과 더불어 소성경화를 보이며 그 정도는 고강도재료에서 인장강도의 10%정도이다. 본 연구에서는 소성역체결시의 거동해석을 변형도증분이론에 의거 해석하였다. 항복은 최소단명이 원통의 표면에서 시작되며 이를 두께가 얇은 원통으로 취급하였다. 항복의 전파는 이들 얇은 원통이 체결이 진행됨에 따라 순차적으로 항복에 이르는 것으로 보고 이 얇은 원통들을 항복시키는데 필요한 축력과 토오크를 합하여 체결종료시의 볼트축력과 (나사면마찰) 토오크로 하였다. M10미터 가는 나사를 계산과 실험에 사용하였다. 축력과 마찰토오크의 마찰계수에 대한 변화관계를 보여주는 그래프와 더불어 실험에서 사용한 볼트의 설계보조 선도를 제시하였다. 이 설계보조용 선도는 실험실에서 얻어진 토오크계수와 마찰계수와의 관계를 그린 것으로 윤활, 포면처리등 현장조건에 따라 달라진 마찰계수를 적절히 취급하는데 효과적으로 활용이 가능하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1771-1774
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• 2005

가변속 직접 구동형 영구자석 농기발전기와 감속기(38:1)를 2 MW의 유도전동기축에 직결로 결합하여 유도전동기의 속도제어 통하여 발전기 단자전압을 인버터의 출력으로 계통에 전력을 전송하는 시험을 전기연구원에서 수행하였다. 인버터 출력 60 Hz의 상용전원으로 계통과 연계되는 동기발전기의 정격출력은 800 kW이며, 손실분을 제외한 인버터의 정격출력은 750 kW이다. 동기발전기는 속도 9 rpm에서 발전을 시작하여 정격속도인 25 rpm에서 정상적인 출력을 내도록 되어있다. 시험은 유도전동기 속도를 가변으로 각각의 속도에서 발전기 단자전압과 토오크를 측정하고, 정격속도에서 토오크 제어를 통한 최대전력을 측정하였다. 본 논문에서는 시험결과 분석 및 계통사고, 발전기 단락사고와 같은 극한상황에서 전력변환 장치를 보호하기 위한 보호시스템에 대한 국내 규정에 준하는 시험에 대한 결과를 보이고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권1호
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• pp.115-121
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• 2005

Micromachines are extremely novel artifacts with a variety of special characteristics. Utilizing their tiny dimensions ranging roughly from 10 to $10^3$ micro-meters, the micromachines can perform tasks in a revolutionary manner that would be impossible for conventional artifacts. Micromachines are in general related to various coupled physical phenomena. They are required to be evaluated and designed considering the coupled phenomena. This paper describes finite element analysis (FEA) simulation of practical behaviors for the micro actuator. Especially, electric field modeling in micro actuators has been generally restricted to in-plane two-dimensional finite element analysis because of the complexity of the micro actuator geometry. However, in this paper, the actual three-dimensional geometry of the micro actuator is considered. The starting torque obtained from the in-plane two-dimensional analytical solutions were compared with that of the actual three-dimensional FE analysis results. The starting torque is proportional to $V^2$, and that the two-dimensional analytical solutions are larger than the three- dimensional FE ones. It is found that the evaluation of micro actuator has to be considered electrical leakage phenomenon.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1045-1048
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• 2002

Micromachines are extremely novel artifacts with a variety of special characteristics. Utilizing their tiny dimensions ranging roughly from 10 to $1O^3$ micro-meters, the micromachines can perform tasks in a revolutionary manner that would be impossible for conventional artifacts. Micromachines are in general related to various coupled physical phenomena. They are required to be evaluated and designed considering the coupled phenomena. This paper describes finite element analysis (FEA) simulation of practical behaviors for the micro actuator. Especially, electric field modeling in micro actuators has been generally restricted to in-plane two-dimensional finite element analysis because of the complexity of the micro actuator geometry. However, in this thesis, the actual three-dimensional geometry of the micro actuator is considered. The starting torque obtained from the in-plane two-dimensional analytical solutions were compared with that of the actual three-dimensional FE analysis results. The starting torque is proportional to $V^2$, and that the two-dimensional analytical solutions are larger than the three-dimensional FE ones. It is found that the evaluation of micro actuator has to be considered electrical leakage phenomenon.