• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.11-15
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• 2018

Torque tubes in High Temperature Superconducting (HTS) motor transfer torque from superconducting field winding rotor to the room temperature shaft. It should have minimum heat conduction property for minimizing the load on cryo-refrigerator. Generally, these torque tubes are made with stainless steel material because of high strength, very low outgassing and low thermal contraction properties at cryogenic temperatures and vacuum conditions. With recent developments in composite materials, these torque tubes could be made of composites such as Kevlar and S-Glass, which have the required properties like high strength and low thermal conductivity at cryogenic temperatures, but with a reduced weight. Development and testing of torque tubes made of these composites for HTS motor are taken up at Bharat Heavy Electricals Limited (BHEL), Hyderabad in collaboration with Central Institute of Plastics and Engineering Technology (CIPET), Chennai and Indian Institute of Technology (IIT), Kharagpur. As these materials are subjected to vacuum, it is important to measure their outgassing rates under vacuum conditions before manufacturing prototype torque tubes. The present study focusses on the outgassing characteristics of Kevlar and S-Glass, using an Outgassing Measurement System (OMS), developed at IIT Kharagpur. The OMS facility works under vacuum environment, in which the test samples are exposed to vacuum conditions over a sufficient period of time. The outgassing measurements for the composite samples were obtained using pressure-rise technique. These studies are useful to quantify the outgassing rate of composite materials under vacuum conditions and to suggest them for manufacturing composite torque tubes used in HTS motors.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.267-275
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• 2009

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고, 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝직경과 재하방향에 따른 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 수직방향 극한지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 1.90배, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일한 지지력을 보여주었다. 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝에 비하여 평균 1.46배, 콘크리트 말뚝에 비하여 평균 1.25배 큰 것으로 나타났다. 그리고, 허용변위 기준에서의 강관합성말뚝의 말뚝두부 변위는 평균적으로 강관말뚝의 약 78%, 콘크리트 말뚝의 약 53%로 나타나 강관합성말뚝의 변위억제 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 해석조건에서 강관합성말뚝의 수직방향 극한지지력 증가효과는 작았지만 수평방향 재하시의 강관합성말뚝의 변위억제 효과에 의해 현장타설말뚝의 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.191-198
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• 2015

In this study, the flow characteristics at the ventilation holes was analyzed by using numerical method when carbon composite brake disk was rotated at a constant speed. In order to ensure the validity of the analysis results, grid dependency test was performed by considering the accuracy and appropriateness, and 4mm mesh size was selected for decrease of the maximum error rate 63.6%. As a result, the outside air flows in the clearance between the disk and shaft in case of B model. whereas, the outside air flows in the clearance or the outlet of the ventilation holes in case of A and C models. And also average static pressure at the outlet was changed depending on shape of the ventilation holes and rotational speed of the disk in case of A and C models. Besides, in the B model, intake air according to the clearance goes with side surface of ventilation hole, and so increased by mean velocity of 4.64m/s and mean pressure of 0.58pa in the ventilation hole outlet, in case of disk rotational speed of 146.21rad/s.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3135-3140
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• 2010

본 논문은 에서는 5 kWh 복합재 플라이휠 로터를 설계/제작 하고, 회전 시 복합재 로터에 발생되는 변형률 분포와 로터의 파손 속도를 측정하기 위해 회전 시험을 수행하였다. 회전 시험 시 블루투스 방식의 무선 통신시스템을 이용하여 복합재 로터의 반경방향과 원주방향의 변형률을 실시간으로 측정하였다. 측정된 로터 변형률과 미리 예측된 로터 변형률을 비교하여 초기 로터 설계를 검증하였다. 복합재 로터는 파손속도인 22,000 rpm보다 11 %낮은 19,499 rpm에서 파손 되었다. 파손은 축과 복합재 로터를 연결하는 허브에서 발생하였다. 본 논문은 일반적인 관점에서 로터의 성능을 검증하였고, 고속 회전하는 복합재 로터의 예상치 않은 파손 위험을 입증하였다. 플라이휠 에너지 저장 시스템 설계 시 복합재 로터 뿐 아니라 허브 설계에도 특별한 주의가 요구된다. 플라이휠 에너지 저장 시스템을 실시간으로 관찰하기 위해서, 특히 높은 원심력을 받는 동안에도 작동 될 수 있는 무선 통신 시스템 개발이 앞으로 선행 되어야 한다.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.217-228
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• 2004

본 논문은 복합재 패들형 블레이드를 장착한 축소 힌지없는 로터 시스템의 정지 및 전진 비행조건에 대한 회전시험 기술과 결과에 대한 것이다. 축소 로터 시스템은 실물크기 로터 시스템의 구조 자료를 이용하여 프루드 축소화하였고, 허브 flexure는 동일한 로터의 동력학적 특성을 기준으로 금속재와 복합재 2가지를 제작하였다. 2종류의 힌지없는 허브시스템을 KARI의 GSRTS에 장착후 회전 시험을 실시하여 로터 시스템의 리드래그 감쇠비와 공력 하중을 측정하였다. 리드래그 모드의 감쇠비를 산출하기 위해 MBA(Moving Block Analysis)기법을 사용하였고, 허브와 주축 사이에 6분력 발란스를 장착하고, 블레이드에 스트레인게이지를 부착하여 공력하중을 측정하였다. 시험은 제자리 및 전진비행 조건에 따라 지상 및 풍동에서 각각 수행하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.838-843
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• 2001

Internal damping plays an important role in some rotor dynamic systems with the use of various materials for shafts, for example, composite material. However, although the effects of internal damping have been investigated for a couple of decades, there are several different internal damping models in use, none of which are accepted as the most reliable model. The purpose of this paper is to compare the results of dynamic analysis of rotor systems with several different internal damping models. The exact dynamic element method is used to formulate and analyze the problem. The simulation results provided in this paper may be useful for the dynamic analysis of high rotor systems subject to significant internal damping.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.259-266
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• 2009

강관합성말뚝의 강관은 내부 콘크리트의 변형을 억제하여 말뚝강도를 증가시키고 연성파괴를 유도하는 보강효과를 발휘한다. 본 연구에서는 강관, 콘크리트, 강관합성 시험체에 대하여 수행된 압축재하 실험의 하중-변위 곡선을 모사할 수 있는 해석모델 및 입력물성값을 분석하였다. 그 결과, 강관은 von-Mises 모델, 그리고 콘크리트는 소성변형률에 따라 점착력과 팽창각을 감소시키는 변형률 연화모델을 적용하여 실험결과를 모사하였다. 또한, 콘크리트 내부의 철근은 항복 모멘트 적용 및 철근의 단면적을 감소시켜 모사하였다. 본 연구에서 적용된 해석기법은 실험결과와 비교하여 강관합성말뚝의 항복거동 및 보강효과를 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다. 실물크기 말뚝에 대한 변수연구를 수행한 결과, 강관 합성말뚝의 재료강도는 강관의 보강효과에 의해 축방향에 대해 약 10%, 횡방향에 대해 약 20~45% 증가하는 것으로 나타났다.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권1호
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• pp.40-46
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• 2011

A superconductor flywheel energy storage system (SFES) is an electro-mechanical battery which transforms electrical energy into mechanical energy for storage, and vice versa. A 10 kWh class flywheel energy storage system (FESS) has been developed to evaluate the feasibility of a 35 kWh class SFES with a flywheel $I_p/I_t$ ratio larger than 1. The 10 kWh class FESS is composed of a main frame, a composite flywheel, active magnetic dampers (AMDs), a permanent magnet bearing, and a motor/generator. The flywheel of the FESS rotates at a very high speed to store energy, while being levitated by a permanent magnetic bearing and a pair of thrust AMDs. The 10 kWh class flywheel is mainly composed of a composite rotor assembly, where most of the energy is stored, two radial and two thrust AMD rotors, which dissipate vibration at critical speeds, a permanent magnet rotor, which supports most of the flywheel weight, a motor rotor, which spins the flywheel, and a central hollow shaft, where the parts are assembled and aligned to. The stators of each of the main components are assembled on to housings, which are assembled and aligned to the main frame. Many factors have been considered while designing each part of the flywheel, stator and frame. In this study, a 10 kWh class flywheel energy storage system has been designed and constructed for test operation.

• 한국음향학회지
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• 제29권2호
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• pp.118-124
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• 2010

본 논문에서는 차량 구동라인의 굽힘 진동을 저감시키기 위해 사용되는 동흡진기의 설계 파라미터에 대한 최적설계를 수행하였다. 정확한 동적 응답특성을 얻기 위해 구동라인을 구성하는 추진축의 진동해석으로부터 추출된 유연성 데이터를 구동라인 동역학 모델에 적용하여 유연체 구동라인을 만들었다. 동흡진기의 내부 튜브 질량, 고무 강성계수 및 고무 감쇠계수를 최적화를 위한 설계 파라미터로 선택하였다. 구동라인의 수직 가속도를 최소화시키기 위해 중심합성 실험계획법의 3-요인, 2-수준 실험을 15회 수행하여 목적함수에 대한 2차 회귀방정식을 만들었으며, 최적화 프로그램을 이용하여 동흡진기 설계 파라미터들을 결정하였다. 최적화된 동흡진기를 장착한 차량 모델은 초기 모델에 비해 구동라인의 수직 가속도 피크값을 17.1% 감소시켰다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권6호
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• pp.768-776
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• 2007

In this study, axial vibration analysis has been conducted on a propulsion and lift shafting system for an air cushion vehicle using ANSYS code. The shafting system is totally flexible multi-elements system including wood composite material of air propeller. aluminum alloy of lift fan and thin walled shaft with flexible coupling. The analysis calculated the axial natural frequencies and mode shapes of the shafting system taking into account an equivalent mass-elastic model for shafting system as well as the three-dimensional models for propeller blade and fan impeller. Such a flexible shafting system has very intricate vibrating characteristics and especially, axial natural frequencies of flexible components such as propeller blade and impeller of lift fan can be lower to the extent that causes a resonance in the range of operating revolution. The results for axial vibration analysis are presented and compared with the results of axial vibration test for lift fan conducted during Sea Trial.