• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권4호
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• pp.878-888
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• 2016

Cogging torque has a negative impact on the operation of permanent magnet machines by increasing torque ripple, speed ripple, acoustic noise and vibration. In this paper Magnet Shifting Method has been used as a tool to reduce the cogging torque in inset Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor (LSPMSM). It has been shown that Magnet Shifting Method can effectively eliminate several lower-order harmonics of cogging torque. In order to implement the method, first the expression of cogging torque is studied based on the Fourier analysis. An analytical expression is then introduced based on Permanent Magnet Shifting to reduce cogging torque of LSPMS motors. The method is applied to some existing machine designs and their performances are obtained using Finite Element Analysis (FEA). The effect of magnet shifting on pole mmf (magneto motive force) distribution in air gap is discussed. The side effects of magnet shifting on back-EMF, core losses and torque profile distortion are taken into account in this investigation. Finally the experimental results on two prototypes 24 slot 4 pole inset LSPMS motors have been used to validate the theoretical analysis.

• 국제초고층학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.145-152
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• 2023

Typical floor systems in contemporary tall buildings consist of reinforced concrete or composite metal deck over framing members and account for a majority of the structural weight of the building. The use of high-density materials, such as reinforced concrete and steel, increases the weight of floor systems, reducing the system's overall efficiency. With the introduction of high-performance materials, mainly mass timber products, and fiber-reinforced composites, in the construction industry, designers and engineers have multiple options to choose from when selecting structural materials. This paper discusses the application of mass timber and carbon fiber composites as structural materials in floor systems of tall buildings. The research focused on a comparative analysis of the structural system efficiency for five different design options for tall building floor systems. Finite Element Analysis (FEA) method was adopted to develop a simulation framework, and parametric structural models were simulated to evaluate the structural performance under specific loading conditions. Simulation results revealed the advantages of lightweight structural materials to improve system efficiency and reduce material consumption. The impact of mechanical properties of materials, loading conditions, and issues related to fire engineering and construction were briefly discussed, and future research topics were identified in conclusion.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권4호
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• pp.88-94
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• 2022

진동모드 측정시험은 대상 시험체의 고유진동 특성을 측정하는 시험으로써, 측정된 고유모드 특성은 수치해석 결과와의 비교를 통해 수치해석의 신뢰성을 검증하고, 필요시 동특성 해석에 사용하는 시험체의 수치해석 모델을 보완하는데 활용된다. 본 연구에서는 진동모드 측정시험과 유한요소 모델을 이용한 수치해석을 통해서 외부연료탱크의 고유주파수와 고유모드를 각각 구하고, 그 결과를 비교하여 항공기 전기체 모델에 적용하고자 하는 외부연료탱크의 수치해석 모델에 대한 신뢰성을 검증하고자 한다. 시험체의 진동모드 측정을 위해 번지코드를 이용하여 시험체에 대한 자유경계 조건을 모사하였다. 그리고, 시험체에 3축 가속도계를 설치하고 임팩트 해머로 가진하여 시험체의 응답특성을 측정하였다. 시험결과로, 응답 가속도에 대한 주파수 응답해석을 수행한 후, 시험체의 고유주파수와 해당 진동모드를 확인하였다. 그리고, 시험과 수치해석을 통해 구해진 고유주파수와 진동모드를 비교하여 수치해석 모델에 대한 신뢰성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.37-44
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• 2016

본 연구는 2.5MW급 풍력발전기용 기어박스의 동특성 분석에 관한 것으로서, 유연핀(flexible pin) 채용에 따른 유성기어축의 미스얼라인먼트(misalignment) 개선여부와 충격하중에 따른 기어박스의 동응답 특성을 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 내부의 복잡한 기어시스템의 하중전달을 정확하게 그리고 효과적으로 반영하기 위해 치접촉을 등가 치강성계수를 갖는 스프링요소와 물림률을 이용하여 모델링하였다. 기어의 등가 치강성계수는 기어치에 대한 변형해석을 통해 계산하였으며, 동특성 분석을 위해 기어박스 입력단에 충격 토오크를 부과하였다. 수치실험을 통해 등가 치강성모델의 타당성을 검증하였으며, 양단 그리고 일단 고정축과의 상대 비교를 통해 유연핀 적용에 따른 유성기어축의 미스얼라인먼트 개선여부를 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.24-32
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• 2016

본 연구에서는 3D 아이소파라메트릭 쉘요소 모델을 사용하여 전단농화유체(STF: shear thickening fluid)가 함침된 케블라 페브릭(Kevlar fabric) 복합재의 방탄성능에 대하여 해석을 수행하였다. 다양한 적층복합재(12, 18, 20, 24-layer)를 대상으로 탄두 초기속도에 따른 충돌 후 속도(Residual velocity)를 측정하여 실험치와 비교하였다. SFT가 함침된 복합재의 방탄 성능의 효과를 검증하기 위하여 다양한 속도영역에서 STF가 함침된 것과 함침 되지 않은 것의 방탄성능을 비교하였다. STF가 함침된 케블라 페브릭은 450 m/s 이하의 저속에서는 비교적 큰 마찰효과를 일으키며 고속에서는 STF가 함침된 Kevlar fabric의 마찰효과는 기대할 수 없는 수준으로 오히려 역효과를 일으키는 것을 확인할 수 있었다. 연구를 통해 STF가 함침된 케블라 페브릭의 특성을 퇴화 3D 쉘 요소를 사용하여 효과적으로 모사할 수 있었으며, 실험 치와의 결과 비교를 통하여 그 유효성을 검증하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.9-20
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• 2012

최근 광업계는 지하개발이 주로 이루어지며, 대형 굴착장비의 보급으로 인해 갱도 및 채굴공동이 지하심 부화되고 있다. 채광설계 시 채굴공동의 붕락방지와 채광작업의 안전성 확보를 위해 채굴공동 및 광주의 설계가 매우 중요하게 대두되고 있다. 이에 본 연구는 지하채굴공동의 발파진동계측을 통한 발파진동 예측식 도출을 수행하였고, 채굴공동의 발파시 발생되는 비산석의 파쇄입도 분석과 비산거리 측정을 통하여 광주에 가해지는 이론적인 충격진동을 산정하였다. 지하채굴공동의 발파에 따른 광주의 영향을 검토하기 위하여 유한요소해석을 수행하여 발파진동 예측식과 비교하였으며, 채굴공동의 발파로 인해 발생되는 비산석이 광주에 충격이 가해졌을 때의 충격진동과 이론적인 충격진동을 비교, 분석하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권2호
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• pp.35-41
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• 2015

A water-pump located in the cooling area of a car circulates cooling water. A particular bearing element, known as a water-pump bearing, installed in the rotating part carries the entire load. The failure of this water-pump bearing has a direct impact on the failure of the automobile engine, and so securing its reliability is crucial. Several researchers have examined the design principles of the water-pump bearing, but there are no reports on the life characteristic of the bearing yet. Herein, we report the construction of test equipment to reproduce the spalling of the roller contact, which is the main failure mode of the chosen water-pump bearing. We chose the radial load as an accelerated stress factor and validated the failure mode by monitoring the surface defects. We conducted the accelerated life test after determining the accelerated stress level through a combination of finite element analysis and a preliminary test. In the life tests, we used an accelerometer to perform failure diagnosis. In the last stage of this study, we present a statistical reliability analysis. Thus, we fully estimated the shape parameter of the water-pump bearing, accelerating level on the load , and the lifetime (MTTF and B₁₀ life) under real use conditions, and finally proposed an interval estimation value considering the uncertainty of the estimated value.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권6호
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• pp.493-502
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• 2022

In recent decades, infrastructural development has exploded, particularly in the coastal region of Saudi Arabia. The rising demand of most consumed aggregate in construction can be effectively compensated by the alternative material like scoria which lavishly exists in the western region. Scoria is characterized as lightweight aggregate beneficially used to develop lightweight concrete (LWC) - a potential alternative of normal weight concrete (NWC) ensuring reduction in the structural element's size, increase in building height, comparatively lighter foundation, etc. Hence, the goal of this study is to incorporate scoria-based structural lightweight concrete and evaluate its impact on superstructure and foundation design beside contributing to the economy of construction. Fresh, mechanical, and rheological properties of the novel LWC have been investigated. The structural analyses employ the NWC as well as LWC based structures under seismic and wind loadings. The commercial finite element package - ETABS was employed to find out the change in structural responses and foundations. The cost estimation and SWOT analysis for superstructure and foundation have also been carried out. It was revealed that the developed LWC enabled a more flexible structural design. Notable reduction in the steel and concrete prices of LWC might be possible in the low-rise building. It is postulated that the cost-effective and eco-friendly LWC will promote the usage of scoria as an effective alternative in Saudi Arabia and GCC countries for structurally viable LWC construction.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.95-102
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• 2005

방사성폐기물을 저장하는 시설은 부지선정에 상당한 어려움과 많은 시간이 소요되고 있으며, 이러한 문제로 인하여 발전소내의 부지에 방사성폐기물의 수용용량을 증가시키는 방법이 단기적인 해결방안으로 고려되고 있다. 캐나다에서 개발한 사용후 핵연료 건식저장시스템을 국내에 도입하려는 노력이 진행중이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 사용후 핵연료 건식저장시스템의 비정상운영 조건인 사용후 핵연료 이송차량의 충돌사고와 핵연료를 운반하는 플라스크 낙하사고에 대한 구조적 안전성을 검토하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권6호
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• pp.679-699
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• 2017

The aim of this study is to perform a finite element analysis of the Von Mises stresses distribution in the adhesive layer and of the J-Integral for a damaged plate repaired by a composite patch. Firstly, we study the effect of the fiber orientation, especially the position of the layers that have orientation angle different of $0^{\circ}$ from the first layer which is in all cases of our study oriented at ($0^{\circ}$) on the J-Integral. Secondly, we evaluate the effects of the mechanical properties of the patch and the use of a hybrid patch on the reduction of stresses distribution and J-Integral. The results show clearly that the stacking sequence for the composite patch must be selected to absorb optimally the stresses from the damaged area and to position the various layers of the composite under the first layer whose fibers orientation will remain in all cases equal to $0^{\circ}$. The use of a hybrid composite reduces significantly the J-Integral and the stresses in both damaged plate and the adhesive layer.