• 제목/요약/키워드: Manufacturability

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갈륨 미세입자 탄성 복합체 기반 고민감도와 광대역폭을 갖는 가변 강성 압력센서 (Adaptive Pressure Sensor with High Sensitivity and Large Bandwidth Based on Gallium Microdroplet-elastomer Composite)

  • 이시목;변상혁;스티브박;심주용;정재웅
    • 센서학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.423-427
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    • 2022
  • A pressure sensor that mimics the sensing ability of human skin has emerged as high-profile technology because it shows remarkable applications in numerous fields such as robotics, human health monitoring, and artificial prosthetics. Whereas recent pressure sensors have achieved high sensitivity similar to that of human skin, they still show limited detection bandwidth. Moreover, once these e-skin are fabricated, their sensitivity and stiffness are fixed; therefore, they can be used for only limited applications. Our study proposes a new adaptive pressure sensor built with uniform gallium microdroplet-elastomer composite. Based on the phase transition of gallium microdroplets, the proposed sensor undergoes mode transformation, enabling it to have a higher sensitivity and wider detection bandwidth compared with those of human skin. In addition, we succeeded in extending a single adaptive pressure sensor to sensor arrays based on its high uniformity, reproducibility, and large-scale manufacturability. Finally, we designed an adaptive e-skin with the sensor array and demonstrated its applications on health monitoring tasks including blood pulse and body weight measurements.

밀리미터파(W대역) 이중편파 모노펄스 급전 구조 설계 및 제작 방안 연구 (A Study on Design and Manufacturing Methods of Dual-Polarization Monopulse Feed Structure in Millimeter-wave(W band))

  • 백종균;이형기;김영완;채희덕;주지한;김재식
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.47-53
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    • 2023
  • 본 논문은 밀리미터파(W대역)의 이중편파 신호를 모노펄스 신호로 변환하는 도파관 타입의 급전 구조를 설계하고 제작 방안을 제시하였다. W대역과 같은 높은 주파수 대역에서는 도파관의 크기가 매우 작기 때문에 복잡한 구조의 제작이 매우 어렵다. 따라서 높은 주파수 대역의 도파관 타입 급전 구조는 제작성이 중요하기 때문에 전주도금(Electro Forming) 방식과 확산접합 방식을 본 연구에서 제안하고 검증하였다. 설계된 모노펄스 급전 구조는 90도 하이브리드에 90도 위상 천이기를 결합한 180도 하이브리드 8개와 이중편파 분리를 위한 직교모드변환기(OMT) 4개로 구성된다. 설계된 급전구조는 전주도금(Electro Forming)과 확산접합 제작 방식에 용이하도록 설계하였으며, 제작된 모노펄스 급전구조는 네트워크 분석기를 통해 검증하였다. 제안한 두 가지 제작 방안은 측정된 포트의 신호 크기와 위상을 통해 모노펄스 신호가 잘 생성되는 것을 확인하였다.

최적화 해석기법을 이용한 샌드위치 복합재와 알루미늄 압출재 하이브리드 모듈화 차체구조물의 경량 설계 연구 (A Study on the Lightweight Design of Hybrid Modular Carbody Structures Made of Sandwich Composites and Aluminum Extrusions Using Optimum Analysis Method)

  • 장형진;신광복;한성호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권11호
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    • pp.1335-1343
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    • 2012
  • 논문은 위상최적화와 치수최적화 해석기법을 이용한 샌드위치 복합재와 알루미늄 압출재로 구성되는 하이브리드 철도차량 차체 구조물의 경량 모듈화 설계에 관한 연구이다. 위상최적설계는 초기설계단계에 차체 구조물의 최적의 재료적용부위를 선정하기 위해 사용되었으며, 치수최적화설계는 하이브리드 차체 구조물의 최적 설계 변수를 찾기 위해 사용되었다. 이때, 최적화해석은 일계법과 부분문제근사법을 사용하였다. 위상최적설계해석을 통해 차체 구조물의 강성 및 제작성을 향상시키기 위한 언더프레임, 로우 사이드 패널 모듈에 1차 부재인 알루미늄 압출재의 적용이 적절하고, 샌드위치 복합재는 무게를 최소화하기 위한 2차 부재로서 루프 및 미들 사이드 패널 모듈에 적용이 적합하다는 결론을 얻었다. 또한, 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재로 구성되는 하이브리드 차체 구조물의 무게는 샌드위치 복합재로만 만들어진 차체 구조물과 비교하여 최대 17.7%까지의 경량화 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

디지털 디자인 및 패브리케이션 프로세스의 합리화 과정에 관한 연구 - 인테리어 패널 디자인 및 제작 사례를 기반으로 - (Rationalization Process for Digital Design and Fabrication -Based on the Case of Fabricating Interior Panels-)

  • 장수정;이현수;이진국
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.307-316
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    • 2015
  • 디지털 기술의 발전에 따라 디지털 건축 디자인은 CAD 및 CAM 기술을 기반으로 복잡한 형상의 표현 및 조작을 가능하게 하여 효율적이고 체계적인 디자인 프로세스로써 작용하게 되었다. 하지만 아직 비용절감과 품질향상에 관련된 프로세스의 효율성과 재현성에 관한 논의가 제시되고 있다. 본 연구는 디자인 초기부터 제작가능성을 고려하는 통합적 디지털 디자인 프로세스의 개념적 접근을 목적으로 하였으며, 통합적 접근의 일환으로써 합리화(Rationalization)의 개념을 제시하고자 한다. 합리화는 비정형 건축의 곡면 패널의 제작과 관련되어지는 용어로써 제작과 관련된 요구조건을 검증하면서 본래의 디자인을 유지하는 디지털 모델의 재-디자인 작업을 의미한다. 본 연구는 통합적 프로세스 구축을 위한 실험적 연구로써 생성-재현-구축의 세 단계로 구성되는 디지털 디자인 프로세스에 합리화의 개념을 적용시킨 연구 모형을 도출하여 디자인 과정에 적용시킨 인테리어 패널 사례를 제작하였다. 사례의 디자인 프로세스를 분석한 결과, 각 단계에서 얻어진 정보를 활용하는 합리화 과정의 순환적 특징을 발견할 수 있었으며, 이는 소프트웨어의 상호호환성과 하드웨어의 기능적 요구조건에 대한 검증을 바탕으로 의도된 디자인을 유지시키면서 디지털 모델을 수정 및 보완하는 순환적 프로세스로 정의할 수 있다.

용융가압함침공정을 이용한 세라믹 입자 강화 철강복합재료의 제조성 검증 (Fabrication of Ceramic Particulate Reinforced Steel Composites by Liquid Pressing Infiltration Process)

  • 조승찬;이영환;고성민;박현재;이동현;신상민;조일국;이상관;이상복
    • Composites Research
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    • 제31권4호
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    • pp.117-121
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    • 2018
  • 본 연구에서는 용융가압함침 공정을 이용하여 TiC, $TiB_2$, $Al_2O_3$ 세라믹 입자가 분산된 SUS431 금속복합재료를 제조하고 미세조직을 분석하여 세라믹 입자에 따른 제조성에 대해 검토하였다. 젖음성이 나쁜 $Al_2O_3$의 경우 내부에 결함이 다수 존재함을 알 수 있었으며, $TiB_2$ 및 TiC 입자 강화 복합재의 경우 상대적으로 결함이 적고 강화재가 균일 분산되었음을 확인하였다. 특히, TiC-SUS431 복합재료의 경우 TiC와 Fe계 기지합금의 우수한 젖음성 및 용융가압함침공정 적용으로 우수한 계면 특성을 가지며 결함이 적고 균일한 미세조직을 가지는 것을 확인하였다.

해양구조물 제조를 위한 제강슬래그 골재 조합별 물성평가 및 콘크리트 개발(II) (Development of Concrete and Evaluation of Properties of Combined Steel making Slag Aggregates for Offshore Structure Production(II))

  • 정원경;김현석;박동천;조봉석
    • 자원리싸이클링
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    • 제25권2호
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    • pp.60-68
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    • 2016
  • 본 연구에서는 앞서 분석된 제강슬래그 골재의 특성을 활용하여 해양구조물 중에 하나인 테트라포트에 대한 콘크리트 제조 가능성을 연구하였다. 제강슬래그 골재 평가결과, 급랭전로슬래그와 서랭식 20 mm 분쇄 슬래그 및 이들을 50%씩 조합한 골재의 물성이 콘크리트용 골재 물성에 가장 적합한 것으로 평가되어 이를 활용하여 콘크리트 물성을 평가하고 최적배합을 도출하고자 하였다. 연구 결과, 급랭전로슬래그(RCS), 서랭식 20 mm 슬래그 골재의 단독사용은 작업성, 성형성에 있어 다소 불리한 것으로 평가되었으나 RCS 50%와 서랭 20 mm 50%를 혼합하여 사용할 경우 작업성 향상 및 내구성 또한 향상되는 결과를 나타내었다. 따라서, 제강 슬래그 골재를 이용한 해양구조물 제조에 있어 급랭식 또는 서랭식 골재의 단독사용보다는 골재간 조합을 통하여 콘크리트용 골재 품질기준을 만족시킨 후 사용하여야 할 것이며, 골재 품질기준을 만족한 제강슬래그 골재는 콘크리트 제조에 있어 일반 콘크리트용 골재와 동등 또는 그 이상의 성능을 발현하는 것으로 평가되었다.

위상최적화를 이용한 수직 다관절 로봇의 경량 설계 (Lightweight Design of a Vertical Articulated Robot Using Topology Optimization)

  • 홍성기;홍정기;김태현;박진균;김상현;장강원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1683-1688
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    • 2012
  • 수직 다관절 로봇의 세 가지 주요 부품인 베이스프레임, 하부프레임, 상부프레임의 경량화를 위하여 위상최적화를 적용하였다. 위상최적화를 위한 설계 영역은 기존 모델을 포함시키는 단순 영역으로 설정하고 이를 삼차원 솔리드 요소로 이산화하였다. 설계 변수들은 SIMP 법을 사용하여 각각의 요소의 물성치를 파라미터화 시켰다. 로봇의 다물체 동역학 해석으로부터 얻어진 하중들을 로봇의 하중조건으로 부여하였으며 최적화의 목적 함수는 구조의 정적, 동적 강성의 조합으로 설정하고 제한조건은 질량제한조건을 부과하였다. 위상최적설계로 얻은 결과는 주조 제조에 용이한 설계로 후처리하였다. 최종 최적화 모델은 기존 모델과 비교하여 비슷하거나 큰 정적, 동적 강성을 가지면서 베이스프레임은 11.0%, 하부프레임은 12.0%, 상부프레임은 10.0% 경량화시킬 수 있었다.

Analysis of Broken Rice Separation Efficiency of a Laboratory Indented Cylinder Separator

  • Kim, Myoung Ho;Park, Seung Je
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제38권2호
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    • pp.95-102
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    • 2013
  • Purpose: Using a laboratory indented cylinder separator, broken rice separation experiments were conducted and the characteristics of the separation process were studied to provide information for developing a prototype indented cylinder broken rice separator. Methods: Rice (Ilmi variety) milled in a local RPC was used for the experiment. Rice kernels were classified into four groups according to their length l; whole kernels (I > 3.75 mm), semi-whole kernels (2.5 < I < 3.75 mm), broken kernels (1.75 < I < 2.5 mm), and foreign matters (I < 1.75 mm). A laboratory grain cleaner, Labofix '90 (Schmidt AG, Germany) was used for the experiments. Experiments were designed as a $4{\times}4$ factorial arrangement in randomized blocks with three replications. Cylinder rotational speeds (17, 34, 51, 68 rpm) and trough angles (15, 37.5, 60, $82.5^{\circ}$) were the two factors and feed rates (25, 50 kg/h), indent shapes (Us, $S_1$ type), and indent sizes (2.5, 3.75 mm) were treated as the blocks. Two 125 g samples and one 125 g sample were taken at the cylinder outlet and from the trough, respectively. The whole, semi-whole, and broken kernel weight ratio of the samples and feed was determined by a rice sizing device. From these weight ratios, purities, degrees of extraction and coefficient of separation efficiency were calculated. Results: Trough angle, cylinder speed, and their interaction on the coefficient of separation efficiency were statistically significant. Cylinder speed of 17, 34, and 51 rpm made the most effective separation when the trough angle was $15^{\circ}$ or $37.5^{\circ}$, $60^{\circ}$, and $82.5^{\circ}$, respectively. Maximum values of coefficient of separation efficiency were in the range of 60 to 70% except when the indent size was 2.5 mm and were recorded for the combinations of low cylinder speed (17 rpm) with medium trough angle ($37.5^{\circ}$ or $60^{\circ}$). Indent shape did not appear to make any noticeable difference in separation efficiency. Conclusions: Due to the interaction effect, the trough angle needs to be increased appropriately when an increase in cylinder speed is made if a rapid drop of effectiveness of separation should be avoided. In commercial applications, $S_1$ type indents are preferred because of their better manufacturability and easier maintenance. For successful separation of broken kernels, the indent size should be set slightly bigger than the actual sizes of broken kernels: an indent size of 3.0 mm for separating broken kernels shorter than 2.5 mm.

Use of Multimedia Technologies in the Training of Physical Culture and Sports Specialists

  • Shevchenko, Olha;Bahinska, Olha;Markova, Olena;Broiakovskyi, Oleksandr;Bielkova, Tetyana;Honcharenko, Ivan;Bida, Olena
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권7호
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    • pp.245-251
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    • 2022
  • Educational reform in Ukraine encourages the use of multimedia technologies in the training of specialists in Physical Education and Sports, which is one of the promising directions of education development. Therefore, the article specifies the content of the terms "innovation" and "technology". For modern society, the introduction of multimedia technologies in education is not so much theoretical as pragmatic, since under condition of globalization it concerns its historical development and prospects associated with the so-called "high technologies".Our goal is to improve the training of Physical Education and Sports specialists by means of multimedia technologies. All of innovative technologies can be divided into four groups, depending on the appropriate form of educational activity for their use. The development of multimedia technologies in the training of specialists in Physical Education and Sport at the present stage of education development should be carried out in accordance with the criteria of manufacturability, which are presented in the article: scientism, to rely on the theoretical provisions of pedagogical science and methods of teaching the discipline, socially recognized educational goals, prospects for modernization of Education; consistency, which provides for the interaction of parts and the whole in the organization of the study environment, as a result of which the physical development of the young generation is an integral entity; guarantee, that is, the error between the planned and obtained results should be minimal; manageability, that is, full management of the stages of work of the teacher and students, which make up the completed cycle of actions; mass participation, for the purpose of applying the technology does not depend on the physical training of students, the pedagogical skill of the teacher and the type of educational institutions. The article presents the theory and method of organizing sports events and circuses in the training of specialists in Physical Education and Sports by means of multimedia technologies. In order to increase the level of physical development of a person, physical fitness and the state of health of students, which has a clear trend to constant deterioration, it is necessary to instill love for sports, carry out high-quality training and organize sports events using multimedia technologies. In the process of sports activities, the participants' mental education is carried out. There are two types of communication here: direct and indirect, which are described in the article.In games and sports competitions, there are many opportunities for forming rules of collective behavior. The main issues of the organization of sports activities by means of multimedia technologies have been clarified. During sports competitions, the tasks presented in Physical Education and sports classes are improved, which ensure the improvement of physical and theoretical training of the individual. The pleasure of sports, bright, emotional spectacles, confirmed by multimedia technologies, arises from the participation of the viewer in them.

SY 비탈형 보 거푸집의 콘크리트 타설시 변형저항성능에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Deformation Resistance Capacity of SY Permanent Steel Form for RC Beam and Girder under Casting Concrete)

  • 배규웅;신상민
    • 한국건축시공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.605-615
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    • 2021
  • 최근 공사 기간 단축과 인건비 절감을 위해 거푸집을 탈형하지 않는 비탈형 보거푸집의 필요성이 RC구조물에서 강조 되고 있다. 본 연구의 목적은 새로 개발된 비탈형 보 거푸집인 SY Beam의 콘크리트 타설시 변형성능을 평가하는 것이다. SY Beam의 표준 단면 형상은 MIDAS GEN 프로그램을 통해, 다양한 두께의 강판 데크 구조 모델링을 수행하여 결정하였다. 그 결과, SY Beam의 단면치수는 폭과 높이가 각각 400mm와 450mm로 결정하였다. 강판두께 0.8, 1.0, 1.2mm를 변수로 하여 총 3 개의 SY Beam 실험체를 제작하였다. 실제 현장에서 콘크리트를 타설할 때 작용하는 하중 조건을 반영하였다. 콘크리트 타설시 SY Beam 단면의 수직 및 수평 변위를 측정하였다. 그 결과, 수직 변위는 두께가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 수직변위와 수평변위를 모두 고려할 때, 강판두께 1.2mm의 경우가 가장 안전하고 즉시 현장 적용이 가능하다. 향후, 제작성, 시공성, 경제성을 확보하기 위해 최적의 강판두께를 도출하여야 하며, 1.05, 1.1, 1.15mm 에 대한 추가의 해석 및 실험연구가 필요하다.