• Elastomers and Composites
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• 제38권4호
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• pp.334-341
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• 2003

부싱은 차체로 전달되는 하중을 줄여주는 역할을 하는 자동차 현가장치의 부품으로 바깥쪽 슬리브와 안쪽의 축 사이에서 가운데가 비어있는 실린더의 형상을 가진다. 축에 작용되는 하중과 부싱의 상대 변위는 비선형 점탄성 성질을 나타내며, 부싱에서 힘과 변위의 관계는 다물체 동역학 시뮬레이션에 중요하다. 비선형 점탄성 축방향모드에 대하여 힘과 변위와의 직접관계식인 ??킨-라저스 모델을 리아니스 모델로부터 유도하였으며, 사인함수의 변위를 ??킨-라저스 모델에 적용하여 주파수와 변위의 변화가 비선형 점탄성 부싱 모델에 미치는 영향에 대하여 알아보았다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권3호
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• pp.228-233
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• 2004

자동차 부싱은 차체로 전달되는 하중을 줄여주는 역할을 하는 자동차 현가장치의 주요 부품으로 바깥쪽 슬리브와 안쪽의 축 사이에서 가운데가 비어있는 실린더의 형상을 가진다. 차축에 작용되는 하중과 부싱의 상대 변위는 비선형 점탄성 성질을 나타내며, 부싱에서 힘과 변위의 관계는 다물체 동역학 시뮬레이션에 매우 중요하다. 본 연구는 실험을 바탕으로 하여, 자동차 부싱에 대한 힘과 변위의 비선형 점탄성 관계를 변위에 의존하는 힘 완화함수로 표현하여 이를 유도하는 방법을 개발하였으며, 완성된 비선형 점탄성 부싱 모델은 ??킨-라저스 모델로 명명하여 실험값과 비교하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권12호
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• pp.1914-1922
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• 2004

This paper provides a comprehensive study of optimum design of a helicopter tailrotor driveshaft made of the flexible matrix composites (FMCs). Since the driveshaft transmits power while subjected to large bending deformation due to aerodynamic loadings, the FMCs can be ideal for enhancing the drivetrain performance by absorbing the lateral deformation without shaft segmentation. However, the increased lateral flexibility and high internal damping of the FMCs may induce whirling instability at supercritical operating conditions. Thus, the purpose of optimization in this paper is to find a set of tailored FMC parameters that compromise between the lateral flexibility and the whirling stability while satisfying several criteria such as torsional buckling safety and the maximum shaft temperature at steadystate conditions. At first, the drivetrain was modeled based on the finite element method and the classical laminate theory with complex modulus approach. Then, an objective function was defined as a combination of an allowable bending deformation and external damping and a genetic algorithm was applied to search for an optimum set with respect to ply angles and stack sequences. Results show that an optimum laminate consists of two groups of layers: (i) one has ply angles well below 45$^{\circ}$ and the other far above 45$^{\circ}$ and (ii) the number of layers with low ply angles is much bigger than that with high ply angles. It is also found that a thick FMC shaft is desirable for both lateral flexibility and whirling stability. The genetic algorithm was effective in converging to several local optimums, whose laminates exhibit similar patterns as mentioned above.

• Elastomers and Composites
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• 제43권1호
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• pp.25-30
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• 2008

자동차 부싱은 차체로 전달되는 하중을 줄여주는 역할을 하는 자동차 현가장치의 주요 부품으로 바깥쪽 슬리브와 안쪽의 축 사이에서 가운데가 비어 있는 실린더의 형상을 가진다. 차축에 작용되는 힘과 모멘트에 대한 부싱의 상대변위 및 변형각도는 점탄성 성질을 나타내며, 부싱에서 힘과 모멘트와 이에 대한 변위와 변형각도의 관계는 다물체 동역학 시뮬레이션에 매우 중요하다. 본 연구는 자동차 부싱의 회전방향 모드에 대한 모멘트와 변형각도의 점탄성 관계를 변형각도에 의존하는 모멘트 완화함수를 통하여 부싱모델을 완성하였으며, 완성된 점탄성 부싱 모델은 회전방향 모드에 대한 실험값과 비교하여 검증하였다.

• 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.

• Elastomers and Composites
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• 제37권3호
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• pp.151-158
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• 2002

본 연구에서 고려된 elastomeric bushing은 자동차 현가장치에 사용되는 기계요소로서, 바깥쪽의 실린더형 슬리브와 안쪽의 실린더형 축 사이에서 가운데가 완전히 비어있는 실린더의 형태를 가진다. 본 연구에서는 일래스토메릭 부싱에 적용되는 힘과 변형의 관계가 비선형이고 점탄성의 특성을 보이므로, Lianis에 의해 발전되어진 비선형 점탄성 비압축 재료에 대한 구조방정식을 사용하여, 부싱의 축방향 응답에 대한 힘과 변위의 관계를 얻었다. 또한 변위에 의존하는 force relaxation function은 extrapolation method에 의한 ramp displacement control test로부터 완성되고, 이는 step displacement control test로부터 얻게된 결과와 비교하며, 두 결과가 매우 잘 일치됨을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.77-89
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• 2001

초고속 일체형 주축의 공진주파수가 일체형 주축 시스템의 모터 회전자의 질량과 주축의 굽힘 강성에 의존하기 때문에 초고속 주축 시스템의 동적 특성을 향상시키기 위해 주축과 회전자를 각각 고분자 기지 섬유강화 복합재료와 자성분말이 함침된 에폭시 수지를 이용하여 설계하였다. 설계된 복합재료 회전자의 자기 특성을 향상시키기 위해 내부에 강철 코어를 삽입하였으며, 강철 코어와 전도체 봉의 기하학적 형상의 변화가 전동기의 성능에 미치는 효과를 파악하기 위해 자기 해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 복합재료 회전자의 최적의 기하학적 조건을 제안하였다. 또한 복합 재료 회전자 재료의 열특성을 파악하기 위해 TMA, DMA및 VSM을 이용한 기계적, 전자기적 물성측정을 수행하여 복합재료 회전자의 최적 설계에 적용하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.95-101
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• 2020

풍력터빈 블레이드는 바람의 운동에너지를 축일로 변환하는 장치로서 상대적으로 고속 회전하면서 양력과 항력의 다양한 하중 조합과 진동에 견딜 수 있도록 내구 강도가 큰 경량의 재료를 선택하여 강성을 증가시키는 구조를 갖도록 설계되어야 한다. 본 연구는 CFRP 프리프레그를 사용하여 소형 풍력 블레이드를 제작하는 경우 공정 시간을 단축하는 기술을 개발하려는 목적으로 수행되었다. QBlade 수치해석 프로그램을 사용하여 블레이드의 형상을 결정하였다. 주어진 풍속에서 바람에 의해 부가되는 양력과 항력을 계산하는 유체역학 수치해석을 수행하고, 대표적인 블레이드 구조에 대해 블레이드 외피 재료에 가해지는 폰미세스 응력을 예측하는 재료역학 수치해석을 수행하였다. 인장 강도 시험의 불확실도를 개선하기 위해 ASTM D638 규정을 수정하여 새로운 시편의 형상을 제안하였고, 기존 형상의 인장 강도와 유사한 평균값을 얻되 파단 위치의 재현성이 향상됨을 확인하였다. 일련의 실험을 통해 소형 풍력블레이드의 제작에 블래더 가압 방식을 적용하면 충분한 내구 강도를 확보하면서 공정시간을 단축할 수 있음을 확인하였다.