• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.85-85
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• 2017

무동력 복합작업기는 치즐쟁기와 디스크의 배열에 따라 작업성능이 좌우된다. 프레임과 디스크, 치즐쟁기에 가해지는 기본적인 힘의 상태를 확인하기 위한 정적 구조해석을 수행하였다. 복합작업기는 디스크는 $18^{\circ}$가 경사진 형태로 전면9개 후면9로 총 18개, 치즐쟁기(Chiselplow)는 4개로, 디스크는 모두 18개이다. 정적인 상태에서 끄는 견인력은 100마력, 150마력, 200마력으로 하였으며 Inventor의 해석 시스템은 힘을 N으로 사용하기 때문에 각 마력에 부가되는 하중을 N으로 치환하여 사용하였다. 구속조건은 frame과, disc, chisel plow에 맞닿는 면을 구속하고, 힘의 방향은 프레임과 트랙터의 연결면, 디스크 날과 땅의 접촉면에 적용했다. front /rear 디스크는 이론상으로는 양 디스크가 쌍으로 마주하고 있어서 스캔데이타를 중심으로 모델링한 결과를 바탕으로, 전후면 디스크해로우의 해석을 수행하였다. 조립 또는 사용상의 문제점이나 자연적인 유격에 의해 어느 정도 대칭이 되지 않을수 있으나 그 정도에 따라 진동과 내구성에 문제가 될 수도 있기에 한쌍에 대해 모델링을 통한 해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 디스크에 작용하는 폰미세스 응력은 극한강도에 미치지 않은 것으로 나타났으며 Frame의 최대 폰 미세스 응력을 제외하면, 대부분의 응력은 항복강도에 현저히 미치지 못하는 수치이고, 프레임의 경우는 150마력, 200마력으로 힘을 가할 때 항복강도는 넘는 수치이지만 극한인장강도에는 미치지 못하는 수치인 것을 알 수 있었다. 100마력에 폰 미세스 응력의 최대값은 0.161918 MPa이고 프레임 강의 항복강도인 207MPa와 디스크의 항복강도인 250MPa에 못 미치는 수치이다. 150마력과 200마력의 힘으로 회전할 때의 폰 미세스 응력의 최대값은 0.286425MPa과 0.381921 MPa로 항복강도인 250MPa에 크게 못 미치는 수치이다. 그 이유는 디스크해로우 방식의 복합작업기는 견인저항력이 작게 설계되고 작업속도를 개선하기 위한 목적으로 사용되기 때문으로 사료된다. 벤치마킹 기대의 Rear 디스크도 마찬가지로 각도는 $18^{\circ}$이며, 동일한 구속조건을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 해석결과는 모두 항복강도 이내로 예측 되었다. 디스크에 최대로 응력이 미치는 부분은 디스크와 프레임이 연결되는 허브 부분이다. 각도가 커짐에 따라 응력이 증가하므로 이를 감안한 설계인자 도출이 가능하다. 마력과 각도가 증가함에 따라 디스크 해로우에 작용하는 폰미세스 응력과, 접촉압력이 증가하므로 이에 대한 검토와 동적하중인 로드프로파일을 적용한 해석을 수행하여 내구수명 특성에 대한 연구를 수행할 계획이다.

• Journal of the Korea Safety Management & Science
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• v.14 no.2
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• pp.41-48
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• 2012

수공구 사용시 과도한 힘은 작업성 근골격계 질환을 일으킬 수 있는 주요 원인중 하나이다. 이와 관련하여, 수공구 파지시 인체 내부에 부과되는 근력과 외적으로 작용된 힘 간의 비율을 이해하는 것이 중요하며, 이는 근육에 부과되는 과도한 힘을 최소화 시키고, 작업에 필요한 힘의 효율성을 극대화 시키는데 필수적이라 할 수 있다. 이러한 비율과 관련하여 많은 연구가 되어 왔으나, 대부분 수리적 인체역학적 모델과 같은 간접적 추정 방법에 의거하고 있는 실정이다. 이러한 인체역학적 모델을 검증하고 개선하기 위하여 해부용 팔 (cadaver)을 활용한 직접적인 근력과 악력 측정이 필수적이다. 본 연구에서는 이러한 해부용 팔을 이용하여 상지 굴근(hand flexor)을 자동으로 제어하고 근력과 함께 악력을 측정할 수 있는 Hand Motion Simulator를 개발하고, 이를 통하여 다양한 사이즈의 손잡이 파지시 요구되는 근력과 외적으로 적용된 악력을 비교함으로써 수공구 손잡이 사이즈에 따른 근력의 효율성에 대하여 측정을 해 보았다. 또한, 적용된 굴근 (FDP & FDS) 간의 힘 비율에 따른 파지법의 차이를 조사해 보았다. 내부에 주어진 근력은 외부로 작용된 악력보다 5.3배 높은 부하가 작용하였으며 이러한 수공구 손잡이 파지시 힘의 효율성 역시 FDP 와 FDS 간의 비율이 3:2 였을 때, 그리고 손잡이 크기가 작을수록 높은 결과를 보였다. 반대로 손잡이의 크기가 커질수록 힘의 효율성은 저하되었다. 또한, 손가락 관절 각도의 경우 FDP와 FDS간의 비율에 따라 상이한 자세를 나타내었다. FDP 굴근의 비율이 높을 경우 손가락 끝마디 관절 (DIP) 의 굴곡을 보였으며, FDS 굴근 비율이 높을 경우 손가락 두 번째 관절(PIP)의 굴곡을 보였다. 본 연구를 통한 결과는 추후 상지작업자에 대한 근골격계 질환 예방 기준안 마련 및 수공구 설계를 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 보인다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.15-16
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• 2010

본 논문에서는 최소의 진동/소음을 가지는 SRM을 설계하기 위하여 고정자와 회전자의 Skew에 따른 단상 6/6 SRM의 소음/진동 특성을 비교, 분석하였다. SRM(Switched Reluctance Motor)에 발생하는 소음/진동의 주 원인은 모터 구동 시 Yoke 에 발생하는 방사방향 힘의 변화라고 할 수 있다. Yoke에 작용하는 힘은 돌극이 위치한 곳에 집중되므로 더욱 큰 진동을 유발하지만 회전자와 고정자에 동일한 Skew를 적용시키면 힘을 받는 Yoke의 면적은 늘어나게 되고, 따라서 방사방향의 힘을 요크 전체로 분산 시킬 수 있다. 이에 따라 스위치 온, 오프시 요크에 인가되는 방사방향의 힘의 최대치는 감소하게 되어 진동/소음이 현저히 줄어들게 된다. 본 논문에서는 최소의 진동/소음을 가지는 SRM을 설계하기 위하여 시뮬레이션을 통하여 회전자와 고정자의 스큐 각도에 따른 힘의 분포를 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 하여 대표적인 특성을 가진 $0^{\circ}$, $18^{\circ}$의 SRM을 설계하여 소음/진동을 측정한 결과 제안한 방식이 소음/진동을 현저하게 감소시키는 효과를 가짐을 입증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2000.11a
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• pp.498-501
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• 2000

Air dynamic bearings are inherently unstable in dynamic behavior due to the varying angle of a force produced and the nonlinear characteristics of stiffness. In this study, such dynamic behavior is obtained and compared with experimental results. A body axis coordinate system is employed to avoid the change of a moment of inertia. FDM is used to calculate the pressure distribution on the bearing surface and then the force acting on the rotor was calculated by integrating the pressure distribution. By integrating accelerations which are calculated from the equations of motion using the 4th order Runge-Kutta method, the pose of the bearing at each time step is obtained.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.252-256
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• 2018

호우 시 산지하천 유역에서 빈발하는 토석류에 따라 하천 흐름에 들어온 전석과 같이 상대적으로 큰 물체는 하류로 이송되거나 하상에 퇴적하여 기존 흐름과 하상을 변화시키는 교란요인이 된다. 따라서 산지하천 흐름에서 전석의 영향을 예측하는 것이 필요하나 이는 유속, 전석의 크기와 형상, 유입조건, 부유사 농도 등 수 많은 변수들에 영향을 받기 때문에 그 경로를 정확히 예측하기 어렵다. 이 연구는 유리와 철로 된 구형물체가 개수로 흐름에서 이동하는 경로를 조사한 것이며 흐름의 수심, 물체의 크기와 초기침강조건을 고려하여 수리실험을 실시하고 물체의 이동경로와 유하거리를 분석하였다. 개수로 흐름에 유입한 구형 물체는 침강에 의한 항력과 유수에 의한 항력을 동시에 받는다. 이 힘은 물체의 형상, 유수의 점성, 난류, 물체와 물의 밀도차가 복합적으로 작용한 결과이며 구체의 이동경로와 시간을 좌우한다. 실험결과 개수로 흐름에서 낙하중인 구형물체는 하상에 가까워질수록 흐름방향 이동거리가 증가하였다. 물체의 수중무게가 작을수록 유수 중에서 체류하는 시간이 길고 이동거리가 더 크며, 구체에 작용하는 초기항력에 따라 초기 낙하각도와 이동거리가가 증가하는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.5 no.1 s.16
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• pp.69-76
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• 2005

The pull-out capacity of expansion anchor(heavy duty anchor and wedge anchor) was studied experimentally in this paper. Loading conditions included tension, shear, and combined tension and shear. The heavy duty anchor and wedge anchor were manufactured in domestic and installed In plain concrete. The failure mode of steel and concrete were studied carefully for the analytical formula of the anchorage design and the experimental data were compared with different models for the interaction of tension and shear capacities. Based on the research, the following conclusion may be drawn : The interaction of forces is well-described by an elliptical interaction relationship.

• Elastomers and Composites
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• v.43 no.1
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• pp.25-30
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• 2008

A bushing is a device used in automotive suspension systems to reduce the load transmitted from the wheel to the frame of the vehicle. A bushing is a hollow cylinder, which is bonded to a solid steel shaft at its inner surface and a steel sleeve at its outer surface. The relation between the force and moment applied to the shaft and the relative deformation and rotational angle of a bushing exhibits features of viscoelasticity. Since a moment-rotational angle relation for a bushing is important for multibody dynamics numerical simulations, the simple relation between the moment and rotational angle has been derived from experiment. It is shown that the predictions by the proposed moment-rotational angle relation are in very good agreement with the experimental results.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.15-15
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• 2000

제트 베인에 의한 추력 방향 제어 장치는 롤 운동 제어를 가능하게 하고, 큰 선회 각도를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 기계 장치가 비교적 복잡하고, 제트 베인의 열적, 구조적 문제를 해결하여야 한다. 복잡한 기계 장치는 유동 해석의 측면에서 고려해 볼 때 격자 형성을 어렵게 만들어 유동장 해석을 통한 성능예측을 어렵게 만든다. 구조물의 응력해석을 위하여 제트 베인 표면에서의 정압력과 더불어 마찰력도 고려하여야 하는데, 정확한 마찰력 계산을 위해서는 난류 모델링이 필수적이고, 그에 따라 벽면 근처에서 격자를 밀접시키는 것이 요구된다. 본 연구에서는 상용 유동해석 소프트웨어인 Fluent를 사용하여 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 3차원 난류 유동장 계산을 수행하였다. 피치, 요 운동의 경우와 롤 운동의 경우로 구분하여 계산하였으며, 최대 받음각을 $25^{\cire}$ 로 하여 제트 베인의 받음각에 따라 회전축에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하였다. 본 연구의 결과는 향후 개발될 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 개념설계 단계에 필요한 기본자료로서 신뢰도를 높이는데 도움이 되리라 판단된다.

• The Journal of Korean Association of Computer Education
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• v.8 no.1
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• pp.73-80
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• 2005

To achieve a natural and plausible interaction with deformable objects and to setup the desirable initial conditions of simulation, user should be able to define and control the geometric constraints intuitively. In addition, user should be able to utilize the simulation as a problem solving platform by experimenting various simulation situations without major modification of the simulator. The proposed physically based geometric constraint simulation system solves the problem using a non-linear finite element method approach to represent deformable objects and constraint forces are generated by defining geometric constraints on the nodes of the object to maintain the restriction. It allows user to define and modify geometric constraints and an algorithm converts these geometric constraints into constraint forces which seamlessly integrate controllability to the simulation system. Simulator can handle linear, angular, inequality based geometric constraints on the objects. Our experimental results show that constraints are maintained in the tight error bound and preserve desired shape of deformable object during the entire simulation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.12
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• pp.1893-1899
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• 2010

A foxtail moves forward on a flat surface when pushed by a vertical force. The distance moved by the foxtail depends on the degree of deformation. We experimentally investigated the main parameters that influence the distance moved while varying the pushing force, area, and velocity. We then fabricated a nylon barb that mimics the foxtail barb and performed theoretical and experimental analyses of the displacement according to the acting force and the deflection. In addition, we investigated the relation between the displacement and the angle of a foxtail-like robot's leg by varying the clearance between the robot body and the inner surface of the pipe. To find the design parameters of the barb of the robot for tubular-type digestive organs and blood vessels, we studied the relation between the acting force and the elastic modulus while varying the leg diameter.