• 제목/요약/키워드: 직교스프링

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등가강성요소 모델을 이용한 AFM 마이크로캔틸레버의 진동해석 (Vibration Analysis of AFM Microcantilevers Using an Equivalent Stiffness Element Model)

  • 한동희;김일광;이수일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권5호
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    • pp.461-466
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    • 2015
  • 원자현미경(AFM)은 마이크로캔틸레버 끝단의 팁이 시료에 다가갈 때 발생하는 팁과 시료 표면 사이의 상호작용을 이용하여 시료의 다양한 특성들을 찾아내는 매우 유용한 도구이다. 본 논문에서는 이러한 AFM 마이크로캔틸레버의 팁과 시료 사이의 상호작용력을 비선형 스프링을 이용하여 동일한 강성을 갖는 요소로 모델링 하였고 유한요소법을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 시뮬레이션 결과를 적합직교분해법을 이용하여 분석함으로써 AFM 마이크로캔틸레버의 복잡한 동적 특성을 파악하였으며 이를 같은 방법으로 분석한 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 팁과 시료 사이의 상호작용력을 효과적으로 모델링 할 수 있는 방법을 제시하였으며 이러한 상호작용력으로 인해 고차모드의 영향이 증가함을 확인하였다.

차륜과 철로의 연성진동에 관한 연구 (A study on the coupled vibration of train wheel and rail)

  • 김광식;김찬묵;윤희욱
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.385-396
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    • 1989
  • 본 논문에서는 차륜과 레일의 접촉부에서 발생하는 크리프힘과 크리프모멘트 를 결합시키고 이들이 병진스프링과 비틀림스프핑에 의해서 연성되었을때 생기는 고유진동수의 특성을 차륜과 레일의 직교성을 이용하여 수치해석하고 모델실험을 통하여 연구하였다.

하지 절단환자의 보행 능력 향상을 위한 에너지 저장형 의족의 유연 용골 설계를 위한 기초연구 (A Basic Study on the Design of the Flexible Keel in the Energy-Storage Prosthetic Foot for the Improvement of the Walking Performance of the Below Knee Amputees)

  • 장태성;이정주;윤용산;임정옥
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.519-530
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    • 1998
  • 본 논문에서는 하지 전단 환자의 보행 성능을 개선하고, 활동성을 증대시긴 목적으로 에너지 저장형 의족의 유연 용골 선계를 위한 기초 연구를 수행하였다. 문헌에서 얻을 수 있는 2차원 시상면에서의 정성걸음새와 인체측정 데이터를 분석하여, 의족의 유연 용골 기초 구조 모델을 제시하였다. 기초 구조 모델은 단순한 빔과 선혈 회전 스프링 ·댐퍼로 구성되었다. 고강도 경량 소재를 의족의 유연 용골 기초 구조에 적용하기 위해 탄소섬유 강화 복합재료를 용골의 기초 구조 소재로 선정하였다. 빔의 형상 변화에 따른 복원변형에너지를 유한요소해석에 의해 계산해내고, 빔형상 변화가 설계변수가 될 수 있음을 제시하였다. 복원변형에너지를 많이 저장할 수 있는 유연 용골 구조의 설계를 위해, 직교배열표를 이용한 조지전 시뮬레이션 계획을 세우고, 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 계획에 따른 유한요소해석을 수행하고, 분산활석을 통해 효과적인 에너지 저장형 의족의 유연 용골 구조를 얻어냈다. 유연 용골 구조를 이용한 의족걸음새의 동적 시뮬레이션 모델을 완성하고, 한 보행 사이클 동안의 동적 해석을 수행하였다. 그리하여 의족 시스템 개발을 위한 효과적 설계 과정이 제시되었다.

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대형 컨테이너 선박의 유탄성 실선 계측 데이터 분석 Part I - 모달 파라미터 추정 (Full Scale Measurement Data Analysis of Large Container Carrier with Hydroelastic Response, Part I - Identification of Modal Parameters)

  • 김병훈;최병기;박준석;박성건;기혁근;김유일
    • 대한조선학회논문집
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    • 제55권1호
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    • pp.37-44
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    • 2018
  • To understand the dynamic characteristics of the vessel with hydroelastic response, it is very important to estimate the dynamic modal parameters such as mode shapes, natural frequency, and damping ratio. These dynamic modal parameters of full scale ship are a priori unknowns, hence to be estimated directly based upon the full scale measurement data. In this paper, dynamic modal parameters were extracted by signal processing of acceleration and strain data measured from a large container ship whose loading capacity is 9400TEU. The mode shapes of the vibrating hull were identified using the proper orthogonal decomposition and the vibration response of hull was decomposed into its modal magnitudes. Natural frequencies of specific modes were derived via Fourier transform of these modal magnitude. Also, the free decay signal of the vibrating hull was obtained through the random decrement technique and the damping ratio was estimated with accuracy.

대형 컨테이너 선박의 유탄성 실선 계측 데이터 분석 Part II - 피로 손상도 추정 (Full Scale Measurement Data Analysis of Large Container Carrier with Hydroelastic Response, Part II - Fatigue Damage Estimation)

  • 김병훈;최병기;박준석;박성건;기혁근;김유일
    • 대한조선학회논문집
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    • 제55권1호
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    • pp.45-55
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    • 2018
  • Concerns are emerging in marine industry on the additional fatigue damages induced by hydroelasticity, and large container carriers, among others, are considered to be susceptible to this hydroelastic response due to its large size, deck openings and high speed. This study focuses on the fatigue damage estimation of 9,400TEU container carrier based on the full scale measurement data via long-base strain gage installed on the ship. Some correlation analyses have been also done to check whether there was significant torsional response during the voyage. Direct cycle counting method was used to derive stress histogram and the long-term fatigue damage was estimated based upon that analyzed data. It turned out that the fatigue damage of this particular ship during the measurement period increased by more than 60% due to the hydroelastic response of the hull, and main contribution is considered to come from vertical bending mode.

유한요소해석 및 다구찌법을 이용한 자동차 도어 래치의 전단면 품질 향상을 위한 트리밍 공정 설계 (Process Design of Trimming to Improve the Sheared-Edge of the Vehicle Door Latch based on the FE Simulation and the Taguchi Method)

  • 이중현;이경훈;이선봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.483-490
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    • 2016
  • 자동차 도어 래치는 스프링, 사출품, 소형 모터 등의 작은 부품들을 조립하여 제조된다. 이를 위해서는 각 부품의 정밀설계 및 조립기술이 요구된다. 도어 래치는 자동차의 문을 열리지 않게 고정시켜 운전자의 안전에 직접적인 영향을 미치는 중요한 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 자동차 도어 래치의 주요 구성요소인 커넥터 단자의 트리밍 시, 롤오버를 저감하고 적합한 유효전단면을 찾기 위한 연구를 수행하였다. 유한요소해석과 실험계획법의 직교배열을 통한 다구찌법을 이용하여 차량용 도어 래치커넥터 단자의 전단면 품질 향상을 위한 최적 설계변수를 설정하였다. 해석에 사용된 설계변수는 클리어런스, 곡률반경, 블랭크 홀딩력이며, 커넥터 단자의 재질은 C2600이다. 해석을 통해 제안된 최적 트리밍 공정 조건은 실험을 통해 검증되었으며, 최종제품의 전단면 형상과 치수가 성형해석 결과와 잘 일치하였다. 이상의 결과로부터 차량용 도어 래치커넥터 단자의 최종 롤오버 및 유효전단면 향상을 위한 최적화에 다구찌법을 유용하게 적용할 수 있음을 알 수 있으며, 트리밍 공정 이외의 다양한 금속성형공정에도 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.