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편심회전축 기반의 전기기계식 제동장치의 피로수명 해석 (Fatigue Analysis for Electro-Mechanical Brake Caliper based on Eccentric Rotating Shaft)

  • 오혁근;백승구;전창성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.596-603
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    • 2020
  • 전기기계식 제동장치(EMB : Electro-Mechanical Brake)는 자동차 및 철도차량의 차세대 제동장치로서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재의 철도차량용 제동장치는 공압 실린더를 이용하여 제동 압부력을 발생시키나 전기기계식 제동장치 (EMB)에서는 전기 모터 및 기어와의 조합을 통하여 압부력을 발생시킨다. 본 연구에서는 고압부력 발생이 가능한 편심회전축 기반의 전기기계식 제동장치에 대한 유한요소 모델링 및 내구 수명해석을 통하여 국내 기준에 부합하는 전기기계식 제동장치의 설계를 진행하였다. 이때 내구수명해석의 정확도를 향상하기 위하여 시제품에 사용되는 소재와 동일한 열처리 등을 거친 피로시험 시편을 3종을 제작하여 소재별로 피로시험을 진행하였다. 각각의 소재에 대한 피로시험 결과로부터 피로물성치(응력-수명 선도)를 획득하여 해석모델에 반영하였다. 피로해석 결과로부터 EMB 시제품의 설계가 국내 철도차량용 내구수명 조건인 상용최대 제동/완해 53 만회를 만족할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이 설계를 바탕으로 시제품을 제작하고 내구시험을 완료하여 개발된 시제품의 내구성 특성을 입증할 계획이다.

주축속도변동을 이용한 공기회전축식 미세구멍가공의 감시제어 (Monitoring and Control of the Air Spindle Based Microdrilling Using Spindle Speed Variations)

  • 안중환;김화영;이응숙;오정욱
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.1176-1181
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    • 1995
  • Microdrilling is one of the most difficult operations because of the poor chip discharge and the weakness of tool. This study is concerned about the development of a microdrilling monitoring system that is useful for minimizing the tool breakage and enhancing the machinability in the air spindle based microdrilling. The system is composed of a drilling state detection unit and an adaptive step-feed control unit that controls the micro-stepping motor driven spindle axis. Drilling states such as overload, tood breakage are recognized by the change of the air spindle speed which is measured via the reflective photo sensor. Based on the monitoring results, the adaptive step-feed control algorithm adjusts the step increment to keep the decrease of spindle speed within a specified range. The results of evaluation tests have shown that the developed system is very effective to prevent the breakage of microdrill and improves the productivity in comparison with the conventional microdrilling.

CR-39 라돈컵을 이용한 국산 전축자재의 라돈-222 방출율 측정 (Measurement of Radon-222 Exhalation Rate from Building Materials by Using CR-39 Radon Cup)

  • 장시영;하정우;이병헌
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제16권1호
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    • pp.15-24
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    • 1991
  • CR-39 플라스틱 핵비적검출기를 라돈검출기로 내장한 멤브레인 필터컵(일명 : CR-39 라돈컵)을 이용하여 일부 국산건축자재의 라돈방출율을 측정하였다. 표준라듐선원을 이용한 라돈컵의 교정 실험을 수행하여 얻은 CR-39 검출기의 라돈검출인자는 $0.164{\pm}0.005(tracks \;cm^{-2}/Bq\;d\;m^{-3})$였으며 타 연구자들의 발표결과와 잘 일치하였다. 일부 건축자재(모래벽돌, 적벽돌, 화장석판, 콘크리트 덩어리, 건물바닥과 내벽)에 CR-39 라돈컵을 2개월 동안 기밀 부착하여 라돈방출율을 측정한 결과, 라돈방출율은 모래벽돌에서 평균$(75.0{\pm}5.5){\times}10^{-6}(Bq/m^2-s)$, 화강석판에서 $(6.8{\pm}2.9){\times}10^{-6}Bq/m^2-s)$로 10배정도의 차이를 보였으며, 모래벽돌>콘크리트바닥>콘크리트덩어리>건물벽>적벽돌>화강석 판의 순서를 보였다. 본 연구 결과, CR-39 라돈컵에 의해서도 건축자재의 라돈방출율을 효과적으로 측정할 수 있음이 입증하였다.

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표면전축적층을 이용한 HLE 채양전지의 효율개선에 관한 연구 (A Study on the Efficiency Improvement of HLE Solar Cell Using Surface Charge Accumulated Layer)

  • 장지근;김봉렬
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.92-100
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    • 1985
  • P형 Si기판에 N에피층을 성장시키고 Si-AR막 계면에서 고정양전하밀도(Qss)를 높임으로써 전지의 에미터 표면영역을 N'전하축적층으로 나타낸 새로운 형태의 N'N/P HLE 태':1전지 를 제 작하였다. 제작된 전지의 종류로는 AR막으로 SiOr층을 이용한 OCI전지와 Si,N,/sioxynitride층을 이응한 NCI전지로 구분하였다. 전지의 AR막내 Qss분포는 커패시턴스-전압 측정을 통해 조사하였으며 이로부터 NCI전 al (Qss=1.79~ 1.84$\times$1011cm-2) 가 OCI전 지 (Qss=3.03~ 4.40$\times$1011cm-1) 에 비 해 로면 전 하축 적 층 이 효과적 으로 나타남을 알 수 있었다. JCR할로겐 램프로 100mW/cm2의 인공조명을 만들어 효율특성을 분석한 결과 유효수광면적에 대한 평균(최대)변환효율이 OCI전지에서 15.18(15.46)%, NCI전지에서 16.31(17.07%)로 나타났다.

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토지관리정보체계 개발전략과 구현사례 (Strategy and Implementation of Land Management Information Systems)

  • 최병남;김대종;홍성학
    • Spatial Information Research
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    • 제10권1호
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    • pp.165-183
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    • 2002
  • 토지관리정보체계 구축사업은 1997년에 기본계획을 수립하고 1998년에 대구광역시 남구를 대상으로 시범사업을 실시하였다. 2001년 현재가지 12개 지역에서 구축사업을 완료하고 실제 업무에 활용하거나 시험운영을 하고 있으며 88개 지역에서 수행 중에 있다. 향후 2004년까지 전축 16개 광역시도와 232개 시 군·구에 토지관리정보체계를 설치 완료할 계획이며, 아울러 토지관리정보체계를 유지 관리하는 토지정보센터를 설치할 계획이다. 토지관리행정업무를 수행하면서 발생하는 많은 문제를 해결하는 수단으로써 정보기술을 도입하는 것이 토지관리정보체계 구축이다. 이를 위해서는 현재 아나로그 환경 속에 존재하는 모든 것을 디지털 기술환경에 적합하도록 전환시켜야 한다. 그러나 이는 간단한 일이 아니며, 특히 아나로그 환경 속에 있는 주체를 기본적으로 디지털 세계로 끌어들이는 것이 가장 어렵고 중요하다 따라서 아나로그 토지행정을 디지털 기술환경으로 어떻게 합리적으로 전환시키느냐가 토지관리정보체계 구축사업에서 앞으로 추진해야할 가장 중요한 과제라고 할 수 있다.

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수평축 풍력터빈의 공력 하중 비교 (II): 수직 전단흐름 효과의 유·무 (Comparison of Aerodynamic Loads for Horizontal Axis Wind Turbine (II): with and without Vertical Wind Shear Effect)

  • 김진;강승희;유기완
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.399-406
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    • 2016
  • 대형 풍력터빈은 지상 전단 흐름 내에서 회전하면서 주기적인 유입속도의 변동 조건 하에 운용된다. 수직 전단흐름에 의해서 경계층 내의 유입 속도는 최고점에서 속도가 최대가 되고 최저점에서 속도가 최소가 된다. 이러한 공간적인 풍속 분포는 풍력터빈 로터의 허브와 저속회전축에서 6분력 하중에 대한 주기적인 진동을 야기한다. 본 연구에서는 수직 전단 흐름 효과를 무시한 균일 흐름장과 지상 전단 흐름효과를 고려한 두 가지 경우에 대한 공력 하중을 비교분석하였다. 계산 결과로부터 허브에서의 추력과 굽힘모멘트, LSS의 굽힘모멘트가 크게 변동하는 결과를 보여주었다. 따라서 지상 전단흐름 효과를 반영한 공력 해석이 피로 해석을 위해서 반드시 필요함을 확인하였다.

영상 기반 회전 골프공 무게중심 검출 시스템 (A Visual Detecting System for The Rotation Axis of Golf Ball)

  • 현웅근
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.411-416
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    • 2019
  • 본 연구에서는 딤플공의 회전축을 찾아가는 상태를 측정하는 영상 기반 시스템을 개발였다. 일부 골프공은 제조과정에서의 불량 및 공을 치면서 발생하는 볼표면의 스크래치에 의해서 회전축이 틀어진다. 이렇게 흠이있는 골프공은 드라이브샷등에 의해 비행하는 과정중에 슬라이스 등의 원인이 된다. 딤플 골프공은 아이언이나 드라이버로 타격시 회전 및 직선운동을 이루며 진행을 하며 회전은 일정한 시간이 지나면 일정한 축을 중심으로 진행되는 바, 회전중심을 찾아가는 과정에서 슬라이스등이 진행된다. 만일 볼을 타격하는 시점부터 고유 회전축에 일치시켜 타격한다면 골프샷의 오차가 줄어든다. 본 논문에서는 골프공의 수렴회전축을 찾는 시스템을 영상 시스템으로 개발하였으며, 실험을 통해 시스템 개발의 타당성을 입증하였다.

선박 회전축의 무선 센서 시스템의 전원 공급을 위한 회전식 정전용량-무선 전력 전송 시스템 (A Rotary Capacitive-Wireless Power Transfer System for Power Supply of a Wireless Sensor System on Marine Rotating Shaft)

  • 호앙 반 아이;이영철
    • 한국항행학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.63-70
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    • 2023
  • 본 연구는 선박 추진 축계의 무선 센서 시스템(WSS) 응용을 위한 용량성 무선 전력 전송(C-WPT) 시스템을 제시한다. 커플링 커패시터 양쪽의 단일 Q 팩터 및 회로에서 무효 전력제거를 위해 양면 LCLC 컨버터 및 변압기 토폴로지가샤프트에서 WSS용 회전식 C-WPT 시스템을 구동하도록 설계되었습니다. 170pF의 용량을 갖는 병렬 연결된 평행판 회전 커패시터가 설회전축의 C-WPT 시스템용으로 설계 및 구현된다. 실험 결과 C-WPT 시스템은 3mm 거리 및 1 MHz 작동 주파수에서 7.8 W 출력 전력으로 66.67 %의 전송 효율을 달성했다. 따라서 제작된 C-WPT 시스템은 회전축의 WSS에 전원을 공급할 수 있음을 증명하였다.

초등 과학교과서 내용에 대한 예비교사들의 주요 질문에 나타나는 용어의 상호 관련성 수준과 유형 (Levels and Patterns of Main Terms' Interrelationships in Student Teachers' Notable Questions about the Contents of the Elementary Science Textbooks)

  • 이명제
    • 한국지구과학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.20-31
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    • 2006
  • 본 연구에서는 초등학교 과학교과서 지구과학 부문에 대한 예비교사들의 질문을 분석하였다. 주요 질문의 대상이 된 교과 내용은 교과서 단원별로 쪽 당 평균 질문수의 3배 이상이 나온 교과서 쪽의 내용(주요 질문 교과 내용1)과 2배 이상 3배 미만의 질문수가 나온 내용(주요 질문 교과 내용2)으로 구별하고, 각 교과 내용별로 질문 속에 나타나는 주요 용어들 간 상호관련성을 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 주요 질문 교과 내용1은 ‘구름관찰’, 지층의 생성 과정‘ 등이 발견되었고, 주요 질문 교과 내용2는 ’강수량 측정‘, ’하룻밤 동안 달의 이동‘ 등으로 4-2학기를 제외한 모든 학기에서 발견되었다. 둘째, 각 교과 내용 당 질문용어의 상호관련성을 보이는 경우는 질문수가 많은 주요 질문 교과내용에서 증가하고 있지만, 4개 용어 유형은 오히려 교과 내용2에서 다수 발견되었다. 셋째, 상호관련성이 큰 질문 용어 묶음은 교과내용1에서 ’석탄과 석유-생성‘, ’변성-열과 압력‘, ’변성-열과 압력-변성암‘, ’행성-태양-혜성-공전‘ 등이며, 교과내용2에서는 ’별자리판-사용‘, ’건습구습도계-원리‘, ’건습구습도계-원리-습도‘, ’지진계-원리-습도‘, ’지진계-원리-지진‘, ’지구자전축-기울어짐-발생‘, ’별자리판-별자리-관찰-사용‘ 등이다. 본 연구에서 분석 자료로 사용된 질문의 원천은 대체로 교과서의 구체적인 구성체제로부터 비롯된 것이거나 지구과학내용에 대한 예비교사들의 일반적인 의문점에서 비롯된 것으로 판단된다. 전자의 경우라면 교과서의 집필과정에서 문장의 서술방법이나 관련 삽화 등의 문제점에서 유발된 것일 가능성이 크기 때문에 교과서 집필상의 문제점을 개선함으로서 해결 가능하지만, 후자는 소양교육 내용과 기초 지구과학개념으로서의 초등학교 교육과정에 대한 재고가 필요하다.

차세대 Embedded 마이크로프로세서 기술 동향

  • 이희
    • 전자공학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.49-55
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    • 2001
  • 1970년대에 개발된 마이크로 프로세서는 제어기기 분야 및 소형 컴퓨터에서 주로 사용되어 오다가 1980년대에 이르러 RISC(Reduced Instruction Set Computer) 구조의 도입으로 중대형 컴퓨터에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있다. 또한 반도체 기술의 급격한 발전으로 슈퍼스칼라 구조가 마이크로 프로세서에서도 적용되고 있으며 동작 속도도 수백 MHz에 이르고 있다. 마이크로 프로세서는 프로그램을 수행하기 위해서 프로그램과 데이터를 메모리로부터 읽어 와야 한다. 그런데 메모리 용량은 빠른 속도로 증가하고 있지만 동작 속도는 마이크로 프로세서의 동작 속도에 크게 미치지 못하고 있다. 1980년에 DRAM의 접근 속도는 250nsec이었으나 1998년에 RDRAM의 동작속도는 300MHz로 70여배 빨라졌다. 그러나 마이크로프로세서는 1980년에 8086의 동작 속도가 8MHz이던 것이 1998년에는 팬티엄-2가 500MHz에 이르고 있다. 더욱이 팬티엄-2는 슈퍼스칼라 구조이므로 이를 감안하면 1GHz 이상에 이르러 120여 배 빨라진 것을 알 수 있다. 이와 같은 메모리 속도와 마이크로 프로세서 속도 차이에 더하여, 메모리와 마이크로 프로세서를 인쇄 회로 기판에서 연결하는데 따른 물리적 특성은 변화하지 않으므로 데이터 전송 폭을 넓히는 것에는 한계가 있다. 따라서 향후 컴퓨터 성능 발달을 제한하는 주요 요소 중 하나는 마이크로 프로세서와 메모리 사이의 데이터 전송 폭이다. 프로그램과 데이터가 메모리에 저장되는 본 뉴먼 방식의 컴퓨터에서 데이터 전송 폭을 줄이기 위해서는 코드 밀도(Code Density)가 높은 컴퓨터 구조를 연구하는 것이 필요하다. 한편 마이크로 프로세서는 실장 제어용으로 거의 모든 전자 제품 및 자동화 기기에서 채용하고 있다. 특히 냉장고, 에어콘, 전축, TV, 세탁기 등 가전기기와 Fax, 복사기, 프린터 등 사무용기기와 자동차, 선박, 자동화기계 등 사무 및 산업용 기기와 PDA(휴대용 정보 기기), NC(Network Computer) 등 정보 기기 그리고 각종 오락기, 노래 반주지 등 정보 기기 등에서 사용하는 실장 제어용 마이크로 프로세서 시장은 매년 10% 이상씩 성장하고 있으며, 21세기 산업을 주도하는 핵심 기술로 자리 매김하고 있다. 이러한 실장 제어용 기기는 마이크로 프로세서와 메모리 및 입출력 자이가 하나의 반도체에 집적되는 경우가 많다. 그런데 반도체 가격은 반도체 크기에 따라 결정되며, 가장 넓은 면적을 차지하는 것은 메모리이다. 따라서 반도체 가격을 낮추기 위해서는 메모리 크기를 줄여야 하며, 이를 위해서 또한 코드 밀도가 높은 컴퓨터 구조에 대한 연구가 필요하다. 최근에는 322비트 RISC 명령어를 16비트 명령어로 축약한 구조가 연구되었다. ARM-7TDMI는 ARM-7의 16비트 축약 명령어 구조이며, TR4101은 MIPS-R3000의 16비트 축약 명령어 구조이다. 이들 16비트 축약 명령어 RISC는 종래 RISC와의 호환성을 위하여 2가지 모드로 동작하므로 구조가 복잡하고, 16비트 명령어에서는 8개의 레지스타만을 접근할 수 있으므로 성능이 크게 떨어지는 단점을 가진다.

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