최근의 차량 연비는 고가의 연료 가격과 환경 규제 등으로 인하여 중요한 문제로 대두되었다. 전기, 전자, 기계 등의 기술 발달에 힘입어 연비는 많이 개선되었으나 현재도 연비 측정은 주어진 모드(LA-4, FTP-75 등)에서 컴퓨터 모의시험 및 다이나모에서 수행한다. 이러한 연비는 실제 도로 주행 연비와 차이가 발생한다. 그 주요 원인중의 하나는 도로의 경사를 고려하지 않았기 때문이다. 본 논문에서는 경사가 포함된 고속도로에서 경사가 연비에 미치는 영향을 평가하기 위하여 경사가 포함된 영동고속도로를 주행하여 연료 소모량을 측정하고 연비를 계산한다. 또한 같은 도로를 경사가 없다고 가정하여 주행한 연비와 비교 분석한다. 이때 두 경우의 연료 소모량 차이에 의해 발생된 총 발생 에너지를 계산하고, 모의실험에서 타이어 구동력으로 부터 발생한 엔진 토크와 파워 데이터로부터 구동력에 소모된 에너지를 계산한다. 이제 도로의 경사 때문에 소모된 연료에 의해 발생된 총 발생에너지와 구동력에 사용된 에너지와의 관계를 검증한다. 또한 결론에서는 경사를 갖는 자동차 전용도로에서 경사에도 불구하고 연비를 향상할 수 있는 방안을 제시한다.
In this paper, a method which can deduce the traction farce or the braking force from the acceleration or the deceleration of the train, has been suggested. In the case of Korean high speed train (HSR-350x), the traction force and the braking forces have been obtained by using this method. It is proven that the proposed method is a very good tool in estimating the traction force or the braking force when the train starts or stops. Also, these forces on be used to calculate friction coefficients of mechanical brakes and the transmission efficiency of the traction system.
A new method for both local damage(s) identification and input excitation force identification of beam structures is presented using the dynamic response sensitivity-based finite element model updating method. The state-space approach is used to calculate both the structural dynamic responses and the responses sensitivities with respect to structural physical parameters such as elemental flexural rigidity and with respect to the force parameters as well. The sensitivities of displacement and acceleration responses with respect to structural physical parameters are calculated in time domain and compared to those by using Newmark method in the forward analysis. In the inverse analysis, both the input excitation force and the local damage are identified from only several acceleration measurements. Local damages and the input excitation force are identified in a gradient-based model updating method based on dynamic response sensitivity. Both computation simulations and the laboratory work illustrate the effectiveness and robustness of the proposed method.
We suggest flux quantum-based mechanism for force realization in the sub-pico-Newton range. By controlling the number of flux quantum in a superconducting ring, a force can be created as an integer multiple of a constant force step. For a 50 nm-thick Nb ring with the inner and outer radii of $5{\mu}m\;and\;10{\mu}m$, respectively, the force step is estimated to be 165 fN, assuming the magnetic field gradient of 10 T/m. We also estimated a maximum force limit to be $1\sim2$ pN.
In the present article, wave dispersion behavior of a temperature-dependent functionally graded (FG) nanobeam undergoing rotation subjected to thermal loading is investigated according to nonlocal strain gradient theory, in which the stress numerates for both nonlocal stress field and the strain gradient stress field. The small size effects are taken into account by using the nonlocal strain gradient theory which contains two scale parameters. Mori-Tanaka distribution model is considered to express the gradually variation of material properties across the thickness. The governing equations are derived as a function of axial force due to centrifugal stiffening and displacements by applying Hamilton's principle according to Euler-Bernoulli beam theory. By applying an analytical solution, the dispersion relations of rotating FG nanobeam are obtained by solving an eigenvalue problem. Obviously, numerical results indicate that various parameters such as angular velocity, gradient index, temperature change, wave number and nonlocality parameter have significant influences on the wave characteristics of rotating FG nanobeams. Hence, the results of this research can provide useful information for the next generation studies and accurate deigns of nanomachines including nanoscale molecular bearings and nanogears, etc.
Gwantae Kim;Insung Park;Jeongtae Kim;Hosup Kim;Jaehun Lee;Hongsoo Ha
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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제25권4호
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pp.24-27
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2023
Until now, many research activities have been conducted to commercialize high-temperature superconducting (HTS) wires for electric applications. Most of all researchers have focused on enhancing the piece length, critical current density, mechanical strength, and throughput of HTS wires. Recently, HTS magnet for generating high magnetic field shows degraded performance due to the deformation of HTS wire by high electro-magnetic force. The deformation can be derived from widthwise thickness non-uniformity of HTS wire mainly caused by wet processes such as electro-polishing of metal substrate and electro-plating of copper. Gradient sputtering process is designed to improve the thickness uniformity of HTS wire along the width direction. Copper stabilizing layer is deposited on HTS wire covered with specially designed mask. In order to evaluate the thickness uniformity of HTS wire after gradient sputtering process, the thickness distribution across the width is measured by using the optical microscope. The results show that the gradient deposition process is an effective method for improving the thickness uniformity of HTS wire.
In this paper, a force estimation method is proposed for force control without force sensor. For this , a disturbance observer is applied to each joint of an {{{{ { n}_{ } }}}} degrees of freedom manipulator to obtain a simple equivalent robot dynamics(SERD) being represented as an n independent double integrator system. To estimate the output of disturbance observer due to internal torque, the disturbance observer output estimator(DOOE) is designed, where uncertain parameters of the robot manipulator are adjusted by the gradient method to minimize the performance index which is defined as the quadratic form of the error signal between the output of disturbance observer and that of DOOE. when the external force is exerted, the external force is estimated by the difference between the output of disturbance observer and DOOE, since output of disturbance observer includes the external torque signal as well as the internal torque estimated by the output of DOOE. And then, a force controller is designed for force feedback control employing the estimated force signal. To verify the effectiveness of the proposed force estimation method, several numerical examples and experimental results are illustrated for the 2-axis direct drive robot manipulator.
This paper presents a method to measure a large surface shape using atomic force microscopy, which has been used mostly for measuring over very tiny surfaces. Experiments are performed to measure a step height and a slope of a test sample. The proposed method is rigorously compared with the coordinate measuring machine. The repetition accuracy and the effects of the set point are also studied. The experimental results show that the proposed method is reliable and should be effective to measure both the nano-accuracy surface profile as well as the micro-accuracy global shape of a macro/micro parts using atomic force microscope.
A principle of "orthogonalization" is proposed as an extended notion of hybrid (force and position) control for robot manipulators under geometric endpoint constraints. The principle realizes the hybrid control in a strict sense by letting position and velocity feedback signals be orthogonal in joint space to the contact force vector whose components are exerted at corresponding joints. This orthogonalization is executed via a projection matrix computed in real-time from a gradient of the equation of the surface in joint coordinates and hence both projected position and velocity feedback signals become perpendicular to the force vector that is normal to the surface at the contact point in joint space. To show the important role of the principle in control of robot manipulators, three basic problems are analyzed, the first is a hybrid trajectory tracking problem by means of a "modified hybrid computed torque method", the second is a model-based adaptive control problem for robot manipulators under geometric endpoint constraints, and the third is an iterative learning control problem. It is shown that the passivity of residual error dynamics of robots follows from the orthogonalization principle and it plays a crucial role in convergence properties of both positional and force error signals.force error signals.
This paper proposes a measurement method for the surface shape of micro-parts by using an atomic force microscope(AFM). To this end, two techniques are presented: First, the measurement range is expanded by using an image matching method based on correlation coefficients. To account for the inaccuracy of the coarse stage implemented in AFM, the image matching technique is applied to two neighboring images intentionally overlapped with each other. Second, a method to measure the shape of relatively large specimen is proposed that utilizes the inherent trigger mechanism due to the atomic force. The proposed methods are proved effective through a series of experiments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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