• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.9-16
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• 2020

본 연구는 쿨롱마찰을 갖는 동적시스템의 기초적인 연구로써 단자유도계의 자유진동응답에 대한 닫힌 해를 제공하는 것을 목적으로 한다. 쿨롱마찰을 포함하는 동적시스템의 운동방정식은 운동방향에 따른 마찰력의 부호변화로 인하여 비선형 미분방정식의 형태로 표현되기 때문에 닫힌 형태의 해를 얻기가 매우 어려운 특성이 있다. 이를 해결하기 위한 기존의 방법으로는 수치적분법에 의해 비선형 미분방정식을 직접 계산하거나 또는, 쿨롱마찰에 의한 감쇠효과를 등가점성감쇠로 치환한 선형 미분방정식을 이용하여 간접적으로 해를 구하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법들은 수학적인 측면에서 닫힌 해를 제공하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 운동방정식에서 반주기 구간마다 반전되는 마찰력의 부호변화를 고려하고, 이를 멱급수를 이용하여 전 구간으로 확장시킴으로써 쿨롱마찰을 고려한 단자유도계의 자유진동응답에 대해서 수학적으로 닫힌 해를 유도하였다. 또한, 마찰력의 크기가 강성에 의한 복원력의 크기보다 커지는 순간에 자유진동 운동이 정지하는 조건을 이용함으로써 주어진 초기조건에 대해서 예측되는 자유진동 반주기의 수와 운동이 정지하는 순간의 정확한 응답 값을 제안하였다

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.105-112
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• 2023

본 연구에서는 마찰모델에 따라 다른 마찰진자시스템(FPS)이 적용된 교량의 성능을 비교·분석하기 위해 구조해석을 수행하였다. 마찰해석모델 별 성능을 분석하기 위해 PVDF/MgO 마찰재의 마찰계수를 활용하여 쿨롱 마찰모델과 속도 의존 마찰모델을 구축했다. 쿨롱 마찰모델은 마찰속도와 관계없이 단일 마찰계수를 사용하며, 속도 의존 마찰모델은 마찰속도에 따른 마찰계수의 변화를 반영하는 마찰모델이다. 지진해석으로 비선형 시간 이력 해석과 지진 취약도 해석을 수행하여 구조물의 응답을 확인하였다. 마찰모델에 따른 바닥판과 교각의 지진 응답을 활용해 면진된 교량의 성능을 분석하였으며, 면진된 교량의 성능을 효과적으로 평가할 수 있는 마찰모델을 분석했다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.516-520
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• 2011

본 논문에서는 먼저 흥인지문에 대해 상시진동실험을 수행하고, 그 데이터를 분석하여 흥인지문의 고유진동수, 모드, 감쇠비의 특성을 분석하였다. 그 결과로부터 흥인지문의 병진모드를 파악하였고, 병진모드에서 측정한 여러 기둥의 모드 상대크기와 위상이 동일함을 확인하였다. 저차 병진모드에서 모든 기둥이 같은 방향으로 강성을 발휘하기 때문에 각층의 강성을 합한 등가의 층강성을 가지는 2자유도의 동적강체해석모델을 제시하였다. 이 해석모델은 선형 범위 내에서 거동한다는 것으로 가정하여 층강성을 산정하였다. 실제 흥인지문의 접합부에는 부재간의 이음과 맞춤에 의한 마찰력이 작용한다. 접합부를 누르는 무거운 지붕하중에 의해 이 마찰력은 증가하게 되고, 이로써 횡하중에 저항하게 된다. 이러한 접합부에 강한 횡하중이 작용하게 되면, 접합부의 이완 및 마찰력의 저하 등으로 인하여 횡강성의 저하가 급격히 일어나는 비선형 특성을 갖게 된다. 이러한 흥인지문의 비선형적인 특성을 파악하기 위해 흥인지문 해석모델에 쿨롱 마찰력을 도입하여 비선형적인 해석모델을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.790-796
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• 1990

본 연구에서는 마찰에 의한 기계계의 진동을 단순 쿨롱마찰의 경우와 마찰계 수가 속도의 함수인 일반마찰이 존재하는 기계게의 응답특성을 수치조화균형법을 이용 하여 해석 및 예측하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권2호
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• pp.35-42
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• 2004

The control systems with friction cause the steady state error and slow response, because friction is a sensitive to the change of system condition and has highly nonlinear characteristics. To overcome these problems and do precise position control for a ball-screw system, we use Coulomb friction estimator and the sliding mode control(SMC) to compensate its negative effect. The applied SMC for tracking position has a characteristics of robust stability and reducing chattering, and is derived from the Lyapunov stability theorem and reaching condition. Compensating the estimated friction torque to the bounded disturbance term of the SMC's equivalent control input, it has a tracking performance better than the PID from the experimental results.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.893-898
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• 2003

Coulomb friction is an important factor for precise position tracking control systems. The control systems with friction causes the steady state error because of being sensitive to the change of system condition and highly nonlinear characteristics. To overcome these problems, we use an estimation scheme of Coulomb friction to experiment for it's compensating. The estimated factor for Coulomb friction is used as a feed-forward compensator to improve the tracking performance of ball-screw systems. The tracking performance was improved by compensating the estimated friction torque in the feed-forward term. And, the sliding mode control which is derived from the Lyapunov stability theorem is applied for robust stability and reducing chattering. The experimental results show that the sliding mode controller with adaptive friction compensator has a good tracking performance compared with the friction uncompensated controller.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.139-148
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• 1997

본 논문에서는 비선형 마찰이 존재하는 조준경 안정화 시스템에 대해서 마찰력 보상과 성능개선을 위한 신경망제어기의 설계방법을 제시한다. 제안한 신경망제어기는 비례, 적분, 진상(PI/LEAD) 제어기와 신경회로망과의 병렬로 구성되며, 제어 목적은 비선형 마찰과 외란이 존재하여도 안정거울의 각속도 추적성능과 안정화 성능의 향상에 있다. 신경회로망의 입력으로 안정거울의 각속도 추적오차와 추적오차의 적분, 제어입력이 필터를 통과한 신호가 사용되며, 신경호로망은 간접학습구조에 의해 학습된다. 조준경 시스템의 비선형 마찰력인 쿨롱마찰력의 크기가 외부환경에 따라 변하는 경우와 시스템으로 외란이 인가되는 경우에 대하여도 제안한 병렬제어기는 기존의 PI/LEAD 제어기보다 추적과 안정화 성능면에서 우수함을 컴퓨터 모의 실험으로 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.447-448
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• 2017

본 논문은 위치 제어 시스템의 기계 제정수 추정 알고리즘을 제안한다. 추정 대상 제정수는 관성모멘트와 점성 마찰계수, 쿨롱 마찰계수이다. 제정수 추정에 대한 오차를 줄이기 위해, 적분 연산과 정현파의 위치 명령을 사용하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 이의 유효성을 입증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1481-1486
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• 2007

Frictional laws are criticized with emphasis on their application to bulk metal forming simulation in this paper. Coulomb frictional law and constant shear frictional law are investigated in detail in terms of their effect on metal forming process. A friction sensitive bulk metal forming process, a long-pipe simultaneously shrinking and expanding process, is introduced and the problems of the constant shear frictional law are revealed comparing the predictions obtained by the Coulomb frictional law and the constant shear frictional law with the experiments. It is shown that the constant shear frictional law is improper in the case that the normal stress varies very much from position to position and that the normal stress is low compared with flow stress of the adjacent material. It is also shown that the Coulomb frictional constant is more or less affected by the normal stress.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.866-875
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• 1994

The problem of a rigid rod sliding on a rough horizontal surface in the plane is analyzed, which is commonly cited as an example of the inconsistency of rigid body frictional mechanics. The inconsistency is demonstrated by analyzing the normal reaction force at the contact point with the surface, and the concept of tangential collision is derived to resolve the inconsistency. Using the Poisson's hypothesis for the coefficient of restitution and Coulomb's law for the friction, the general methodology for solving the tangential collision is presented. The problem of the inconsistency generated in the sliding rod is completely resolved, building the concept of the tangential collision and adopting the theory of frictional impact. The result presented in this paper will obviate a generic obstacle to the development of simulation packages for planar rigid body mechanical systems with temporary contacts, and planning efficient motion strategies for robot manipulators.