• 제목/요약/키워드: Clamping Force

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온도변수에 따른 고력볼트 체결력 평가 (Evaluation on Clamping force of High Strength Bolts By Temperature Parameter)

  • 나환선;이현주;김강석;김진호;김우범
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.399-407
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    • 2008
  • 건축공사 표준시방서에서 규정하는 TS고력볼트는 KS B 2819에 따라 토크관리법에 의한 체결한다. TS고력볼트는 핀 테일이 파단되면 적정축력이 도입되는 것으로 알려져 있지만, 실제로는 온도조건에 따라 토크계수가 변하고 도입축력도 설계기준에 미치지 못하는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 현장 온도조건이 볼트의 토크계수 및 도입축력의 영향을 평가하기 위해 ${-10^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C}$ 범위에서 3 종류의 고력 볼트에 대해 도입축력, 토크계수, 너트회전각을 실험적으로 비교 분석하였다. 실험결과 TS고력볼트의 경우 핀 테일이 파단될 때 모든 온도조건에서 설계볼트장력과 표준볼트장력을 상회하는 도입축력을 나타냈으며 ${-10^{\circ}C}$에서 ${50^{\circ}C}$까지 온도 상승함에 따라 핀 테일 파단시점의 볼트에 도입되는 평균축력은 20kN 증가되었다. 아연피막 처리한 일반육각형 고력볼트의 경우, $0^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $50^{\circ}C$조건, 토크계수 0.13과 토크 ${462N{\cdot}m} $에서 표준볼트축력을 상회하였지만, 도입축력의 일정한 경향을 찾을 수 없었으며 온도변수 별 평균 도입축력 차는 최대 50kN이었다. 일반 육각고력볼트의 경우, 온도상승에 따라 평균 도입축력도 상승되는 추세였으며 토크 ${462N{\cdot}m} $ 일때 온도변수별 볼트의 도입축력은 최대 33kN 차이를 보였다. 또한, TS볼트를 제외한 육각볼트 종류 군에 대해서는 너트회전각 ${90^{\circ}}$ 경우의 도입축력은 설계볼트장력에 미치지 못했다. 따라서, 기존 너트회전각 ${120^{\circ}{\pm}30^{\circ}}$의 하한치 ${-30^{\circ}}$에 대한 재평가를 고려해 볼 필요가 있다.

고속철도차량의 EMB 적용을 위한 3상 IPMSM의 설계 및 제동압부력 제어 (A Design Method of Three-phase IPMSM and Clamping Force Control of EMB for High-speed Train)

  • 백승구;오혁근;곽민호;김석원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.578-585
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    • 2018
  • 본 논문은 고속철도차량에 전기기계제동장치(EMB : Electric Mechanical Brake)를 적용하기 위한 주요 구성품인 3상 매입형영구자석동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계방법과 이를 이용한 인버터 제어시스템의 압부력제어 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 자동차에서 주로 사용하는 유압식 제동장치는 유압을 발생시키기 위해 필요한 오일류와 유압 라인의 관리, 유지보수성 및 유압펌프의 동작으로 인한 효율성 등이 문제로 제기되면서 EMB에 대한 관심이 높아지고 있으나 비용증가 및 안전측면의 보완이 지속적으로 요구되고 있다. 공압식 제동장치를 주로 사용하는 철도차량은 EMB 시스템을 적용할 경우 차량 하부에 큰 공간을 차지하는 공기압축기, 제동공기통 및 연결 배관 등의 부품이 필요하지 않으므로 50% 이상의 소형화가 가능하며 인버터를 적용한 전동기 구동방식으로 인하여 상대적으로 빠른 응답속도와 정밀제어를 통해 공주거리를 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 철도차량은 다수의 제동장치가 제동력을 분담하는 구조로 설계되어 자동차와 비교하여 EMB 적용이 안전측면에서 유리하다. 본 논문에서는 JMAG을 활용하여 고속철도의 제동 캘리퍼와 제동력 출력에 적합한 모터설계 및 전자계해석을 수행하였다. 제동 압부력 제어 시뮬레이션을 위해 기계구동부는 기존 EMB 시스템에 주로 적용된 볼스크류 형태의 동작방식과는 달리 고속철도차량에 적용된 편심축 회전을 이용한 구동방식으로 모델링하였다. IPMSM 제어를 통한 제동압부력 및 제동력 출력결과는 Matlab/Simulink를 활용하여 JMAG의 IPMSM 모델과 co-simulation을 통해 보였으며 결과의 타당성은 차세대고속철도(HEMU-430X)의 제동사양과의 비교를 통해 검증하였다.

서보모터를 이용한 유압 하이브리드식 사출성형기의 공정시간 및 절전효과에 관한 연구 (A Study on Cycle Time and Power Saving Effect of a Hydraulic Hybrid Injection Molding Machine using a Servo Motor)

  • 윤홍식;김성동
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제17권3호
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    • pp.15-25
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    • 2020
  • The cycle time and power saving effect of a hydraulic hybrid injection molding machine using a servo motor are considered in this paper. In order to verify control characteristics, such as pressure and speed, experiments were performed with the hydraulic hybrid injection molding machine, clamping force of 110 ton. The power consumption and production cycle time of a conventional hydraulic injection molding machine were measured to compare its performances with the hydraulic hybrid injection molding machine. An injection molding machine with a clamping force of 1300 ton was used as the conventional machine, the hybrid machine was implemented by replacing its induction motors with servo motors. In the remodeled hybrid machine, experiments were performed to investigate how the displacement of the mold clamping pump affects the power consumption and production cycle time. The results showed that the production cycle time of the hybrid injection molding is similar to a conventional hydraulic injection molding machine but with a significant energy saving of about 40%.

유한요소법을 이용한 고분자전해질연료전지 기체확산층의 응력분포 연구 (The Stress Distribution Analysis of PEMFC GDL using FEM)

  • 김철현;손영준;박구곤;김민진;이종욱;김창수;최유송;조성백
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.468-475
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    • 2012
  • A proper stacking force and assembly are important to the performance of fuel cell. Improper assembly pressure may lead to leakage of fuels and high interfacial contact resistance, excessive assembly pressure may result in damage to the gas diffusion layer and other components. The pressure distribution of gas diffusion layer is important to make interfacial contact resistance less for stack performance. To analyze the influence of design parameter factors for pressure distribution, and to optimize stack design, DOE (Design of Experiment) was used for polymer electrolyte membrane fuel cell stack pressure test. As commonly known, the higher clamping force improves the fuel cell stack performance. However, non-uniformity of stress distribution is also increased. It shows that optimization between clamping force and stress distribution is needed for well designed structure of fuel cell stack. In this study, stack design optimization method is suggested by using FEM (Finite Element Methode) and DOE for light-weighted fuel cell stack.

Piezoelectric friction dampers for earthquake mitigation of buildings: design, fabrication, and characterization

  • Chen, Genda;Garrett, Gabriel T.;Chen, Chaoqiang;Cheng, Franklin Y.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제17권3_4호
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    • pp.539-556
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    • 2004
  • In this paper, the design, fabrication and characterization of a piezoelectric friction damper are presented. It was sized with the proposed practical procedure to minimize the story drift and floor acceleration of an existing 1/4-scale, three-story frame structure under both near-fault and far-field earthquakes. The design operation friction force in kip was numerically determined to range from 2.2 to 3.3 times the value of the peak ground acceleration in g (gravitational acceleration). Experimental results indicated that the load-displacement loop of the damper is nearly rectangular in shape and independent of the excitation frequency. The coefficient of friction of the damper is approximately 0.85 when the clamping force on the damper is above 400 lbs. It was found that the friction force variation of the damper generated by piezoelectric actuators with 1000 Volts is approximately 90% of the expected value. The properties of the damper are insensitive to its ambient temperature and remain almost the same after being tested for more than 12,000 cycles.

냉장고용 선반 패밀리금형의 유동 밸런스와 클램프힘 개선에 관한 연구 (Study on Improving Flow Balance and Clamp Force of Family Mold for Refrigerator Shelf)

  • 박제홍;윤경원;고창오;서상원;김수진
    • 한국생산제조학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.561-568
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    • 2014
  • Injection molding industries realize the necessity of developing family molds to improve competitiveness. One of the primary causes of manufacturing defective products is the imbalance of flow in a family mold. In this study, the family mold of a shelf for refrigerators is analyzed by using CAE software. First, the flow balance, clamping force, and injection pressure are analyzed for different gate diameters of two cavities. Second, the flow balance, clamping force, and injection pressure are improved when the two gate valves are open at different times. Finally, the results of filling analysis are compared with the test injection product.

급곡선 탄성레일체결장치의 거동특성에 미치는 매개변수 연구 (The Parametric Study on the Performance Characteristics of Elastic Rail Fastening System on the Sharp Curved Track)

  • 백찬호;주봉규;최정열;최일윤;박용걸
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.2163-2173
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    • 2011
  • In this study, the deformations and stresses occurred in the elastic rail fastening system were evaluated according to applied extreme track forces based on various field conditions, track curvature and poor properties. The purpose of this study is to establish a method for efficient management and suggest guide line for track construction in order to secure the performance quality of the elastic rail fastening system on the sharp curved track.. Therefore, initial construction qualities of rail and concrete bed, initial clamping force and applied extreme track forces were used into experiment as several parameters. Using these test results, the performance characteristics of the elastic rail fastening system were also evaluated. As a result, it suggested the method to secure long-term durability of fastening system and comparing sharp curved track to results on field test.

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