• 유변학
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• 제10권1호
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• pp.31-37
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• 1998

전기장이 인가되고 있는 유로를 유동하는 전기유변유체의 기본성질을 파악하기 위 한 실험 및 해석적 연구를 수행하여 빙햄유체로서의 유효성에 대해 알아보고 전기장과 유로 면 형상 및 진동유동으로 인한 영향에 대해 조사함으로써 ER밸브 및 ER대퍼로의 응용과 관련한 감쇄력 제어에 대해 검토하였다. 첫 번째 실험은 ER밸브의 높이가 2mm인 적극면이 평탄한것과 요철로 된 것을 사용하여 압력손실을 압력변환기로 측정함으로써 전기장 및 유 로형상에 대한 영향을 알아보았다. 압력손실 및 전단응력이 전기자세기와 함수관계를 가짐 을 알수 있었고 전기장세기와 유속의 변화시 손실계수에 의한 ER효과의 상이함이 확인되었 으며 레이놀즈수가 커지면 항복전단응력의 영향은 나타나지 않았다. 두 번째 실험은 실린더 를 정현파로 진동시켜 ER밸브에서 감쇠력제어가 가능한가를 알아보고 빙햄유체모델로 설계 된 ER댐퍼의 모델과 비교하였다. ER배르와 ER댐퍼의 수학적 모델을 시뮬레이션한 결과는 약간 벗어남이 보이기는 하나 실험결과와 일치하요 있다. 이것은 ER유체를 단순히 빙행유 체로 취급할수없으나 거시적으로는 빙햄유체로 취급할수 있음을 시사한다.

• 유변학
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• 제10권3호
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• pp.165-172
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• 1998

본논문에서는 전기장 부하에 따라 유동성질이 변화하는 ER유체의 빙햄특성을 실험 적으로 연구하였다. 특히 ER유체의 빙행특성에 영향을 주는 여러인자중 전극 간격 및 재질 에 따른 ER유체의 항복전단응력과 전류밀도의 변화를 온도에 따라 고찰하였다. 이를 위하 여 전극 간격을 가변시킬수 있는 전기 점도계를 세가지 재질로 자체 제작하였다. 전극간격 은 0.75 mm, 1.00mm 및 1.25 mm 로 설정하였으며 전극 재질은 스테인레스 스텔, 동 그리 고 기계구조용 탄소강(SMS45C)을 사용했다. 한편 실험에 사용된 ER유체는 자체 조성한 수 계 ER유체인 ERF-1과 외국의 우수하다고 알려진 비수계 ER유체인 ERF-2 두가지를 선택 하였다. 실험은 $25^{\circ}C$와 7$0^{\circ}C$ 및 10$0^{\circ}C$에서 수행하였으며 전기장은 0-4kV/mm 범위에서 온 도 및 ER유체의 종류에 따라 부하 가능한 전압까지 공급하였다. 전단변형률 50, 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000 및 1200 s-1에서 얻은 전단응력 실험결과로부터 최소오차선형법을 이용하여 전단변형률 영에서 동적 항복전단응력 값을 도출하였으며 그결과로부터 전극 간격 및 재질에 따른 ER효과의 변화를 고찰하였다. 또한 상온과 10$0^{\circ}C$에서 4kV/mm의 전기장을 부하하여 전기장에대한 ER유체의 응답특성을 실험을 수행했다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 추계산학기술 심포지엄 및 학술대회 발표논문집
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• pp.95-96
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• 2001

본 논문에서는 스마트재료 및 구조물(smart materials and structures : SMS)들 중 잠재적 응용가치가 가장 큰 것으로 인식되는 전기유동유체(electro-rhelogical fluid 이하 ER유체)의 이론적 근거 및 역학적 거동과 잠재적 응용성에 관한 연구이다. 이를 적용하기 위하여 공작기계의 브레이크에 적용하여 모델링 및 해석, 제어알고리즘 설계하여 정밀도에 양호한 결과를 얻었다.

• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.82-90
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• 1999

전기유변 유체(electorheological fluid)는 전기장이 가해지면 아주 짧은 시간에 유변 물성이 급격히 변하며 그 응답이 반복적으로 수행될 수 있는 유체이다. 전기유변 유체는 전기장의 세기에 따라 면찰 응력(shear stress)과 점도의 크기를 조절할 수 있고, 짧은 응답시간은 빠른 제어를 요하는 분야에 효과적으로 이용될 수 있지만, 낮은 항복 응력, 조업 온도 범위의 제한성, 전력 소비에 의한 열적 불안정성, 그 외에도 응집, 침전 등의 단점이 있다. 특히, 이 유체가 갖는 항복 응력의 크기와 그 성질은 실제 장치에 응용하는데 중요한 특성이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 면찰 유동(shear flow)이 아닌 압착 유동(squeezing flow)을 고려하게 되었고, 이 유동 하에서의 전기유변 유체의 거동을 이해하기 위해 본 연구에서는 전기유변 유체의 압착 유동에 대한 동적 수치모사를 수행하였다. 고립된 사슬 구조에 대한 수치모사를 통하여 사슬의 위치와 압착 속도를 변화 시키면서 이에 따른 수력학적 힘과 정전기적 힘의 효과를 예측하였으며, 이를 토대로 많은 사슬을 포함한 현탁액 모델에 대한 수치모사를 수행하였다. 그 결과 실험에서 관찰할 수 있는 수직 응력의 증가와 초기 항복 응력의 존재를 확인하였고, 수직 응력의 효과적인 제어는 수력학적 힘과 정전기적 힘 간의 최적화된 조건에서 얻어질 수 있음을 예측하였다. 이러한 수치모사의 개발을 통해 압착 유동을 이용한 전기유변 유체의 응용에 대한 이론적인 토대를 마련하였고, 향후 보다 깊은 이해를 위한 기반을 구축할 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제5권4호
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• pp.61-66
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• 2001

Electro-Rheological(ER) fluids undergo a phase-change when subjected to an external electric field, and this phase-change typically manifests itself as a many-order-of magnitude change in the rheological behavior. This paper presents experimental results on material properties for an ER fluids of arabic gum components subjected to electrical fatigues. As a first step, ER fluids are made of arabic gum 25% of particle weight-concentration. Following the construction of test mechanism for estimated durability of ER fluid, the dynamic yield stress, shear stress and current density of the ER fluids are experimentally distilled as a function of DC electric field. The durability estimation of operated ER fluids are distilled and compared with those of unused ER fluids. In addition, the surface roughness of the employed electrode for copper and aluminum are evaluated as a function of the number of the electric-field cycles.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.249-253
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• 1995

본 연구에서는 잠재적 응용성이 큰 ER유체와 압전필름을 액튜에이터로 하는 하이브리드형 지능구조물을 제안한 후 능동 진동제어를 실시하였다. 먼저 중공(hollow)의 샌드위치 형태 복합재료(glass/epoxy)보에 ER유체와 압전필름을 각각 삽입과 접착을 하여 하이브리드형 지능구조물을 제작하였다. 그리고 각 매체의 액튜에이팅 특성을 고려하여, ER유체 액튜에이터(ERFA)는 전장부하 함수로 도출되는 구조물의 주파수응답을 특징으로 하였고, 압전필름 액튜에이터(PFA)는 신경 슬라이딩 모드 제어기 (neuro sliding mode controller : NSC)를 적용하였다. 이 두 액튜에이터가 동시에 작동하는 능동 진동제어계를 실험적으로 구현한 후 과도응답과 강제 응답에 대한 진동제어 성능을 단일 액튜에이터 작동시와 비교 고찰하여 제시된 하이브리드 액튜에이팅의 효과를 입증하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제37권4호
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• pp.296-301
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• 2001

기존의 솔레노이드 밸브는 전자부품에 기계적 운동요소를 포함하여 비선형성을 내포하고 있으나, MC 성분의 ER유체를 이용하면, 유동체의 통과부분을 전기장 제어를 통하여 솔레노이드 밸브 기능을 대신할 수 있는 메카니즘을 구현할 수 있을 것으로 사료된다. 유기성인 MC성분 ER유체를 유압시스템에 솔레노이드 밸브 역할에 적용하기 위해, 부과하는 직류 전기장의 사이클 수에 따른 기계적특성에 대한 평가는 다음과 같다. MC성분 ER유체의 전단속도비에 대한 전단응력 분포변화는 2.0kV/mm까지 전기장을 인가했을 경우, 횡축의 전단속도가 증가하여도 종축의 전단응력은 거의 변하지 않았다. 60만 사이클을 반복한 후 ITMC25의 전단응력 실험결과, 2.0kV/mm 이상 전기량을 인가하면 2차원적인 곡선의 형태를 형성하지만 표준편차의 평가치가 오차한계 이내이므로 직선으로 판단하여도 무리가 없을 것으로 사료되었다. 구리 전극으로 전기장을 부과한 경우 MC 성분의 ER유체는 0.1~$0.3{\mu}m$까지의 표면거칠기를 나타냈고, 알루미늄 전극을 사용한 경우는 전기장 부과 초기에 $0.3{\mu}m$의 표면거칠기가 $0.2{\mu}m$로 감소하였으나 40만 사이클의 전기장 부과 이후는 약간의 요철변화가 있었다.(이 논문의 결론 부분임)

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권3호
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• pp.434-440
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• 2004

The electro-rheological fluids for semi-active suspension system are a class of colloidal dispersion which exhibit large reversible changes in their rheological behavior when they are subjected to external electrical fields. This paper presents Bingham properties of ER fluids subjected to temperature variations. In addition, an appropriate size of the ER damper for a passenger car is proposed to investigate the effects of Bingham characteristics on the damping performance. The filed-dependent damping forces are evaluated according to the temperature variation and sedimentation ratio.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.382-387
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• 2003

Many type of smart materials and control laws are available to actively adjust the structure from various external disturbances. Usually, a certain type of control law to activate a specific smart material is tell established, but the effectiveness of the control scheme is limited by the choice of the smart materials and the responses of the structure. ER fluid is adequate to provide small but arbitrary control forces at any point along the structure. It was found that active vibration control of the structure embedded with ER fluids fluidly to suppress the vibration excited with broad band frequency due to the limited change of the structure characteristics. To compensate this limited effect of the control scheme with ER fluid alone, PPF control using PZT as an actuator is added to construct a hybrid controller.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권11호
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• pp.171-178
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• 2004

This paper presents vibration characteristics of a wire cut discharge machine in which an electro-rheological brake actuator is used to control the wire tension. The ER brake actuator has several advantages including design simplicity, fast response time and real-time controllability. On the basis of the tension level required in the machine an appropriate size of the ER brake actuator is devised. The ER brake actuator is then incorporated with the machine and the field-dependent wire tension is experimentally evaluated. The straightness of the workpiece is also empirically investigated by changing the intensity of the electric field.