• 한국철도학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.28-34
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• 2014

본 논문에서는 레일형 초고속 열차의 개념 설계안을 제안하고 동역학 해석을 통해 주행 동특성을 예측하고자 한다. 초고속 열차에는 단일 윤축세트가 포함된 새로운 형태의 대차가 적용되었으며, 기존의 일체형 차축 대신 독립차륜이 적용되었다. 초고속 열차의 동특성을 파악하기 위하여 먼저, 차량에 대한 동역학 수치해석모델을 개발하고 고유치 해석을 통해 해석 모델의 기본적인 타당성을 검증하였다. 또한, 임계속도 해석을 통하여 기존 고속철도 HEMU-430X 차량에 비해 향상된 성능을 확인하였으며, 7000R 곡선선로에서 550km/h 주행해석을 통하여 횡압, 탈선계수 등을 예측하고 초고속 열차 개념 설계안의 적용 가능성을 파악하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.175-181
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• 2010

본 논문에서는 플랫 타입 블레이드를 장착한 와이퍼 시스템의 성능을 예측하기 위한 동역학 해석방법을 제시하였다. 고무 재질로 이루어진 블레이드는 비선형의 특성을 갖기 때문에, 블레이드의 동적특성을 나타내기 위하여 모달 좌표계와 절대 절점 좌표계를 이용하였다. 블레이드 단면의 굽힘 특성을 파악하기 위해 블레이드에 대한 구조 해석을 실시하였다. 해석 결과에 따라 블레이드 단면을 강체, 유연체 및 대변형체의 3 부분으로 구분하였다. 모달 좌표계와 절대 절점 좌표계를 이용하여 블레이드 단면의 유연체 및 대변형체를 표현하였다. 동역학 해석 결과를 검증하기 위해 실험을 실시하였고, 결과 비교를 통해 본 연구에서 생성한 블레이드에 대한 유연 다물체 모델의 신뢰성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권5호
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• pp.525-530
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• 2016

본 논문에서는 영상기반의 무인 차량에 대한 원격 조종 가능성을 평가할 수 있는 객관적 지표를 제안하고자 한다. 제안된 영상 흔들림 지표의 효용성을 검증하기 위하여, 가상 환경의 무인 차량 시뮬레이터 실험 환경을 통한 주관적인 평가를 수행하였다. 가상 환경 시뮬레이터는 다물체 동역학 기반의 실시간 무인 차량 동역학 프로그램, 모션시뮬레이터, 드라이버 콘솔 등으로 이루어져 있다. 동역학 해석에 의해 차량의 운동이 정의되고, 차체의 움직임이 모션시뮬레이터를 통해 반영된다. 모션시뮬레이터 위의 카메라는 흔들리는 영상정보를 피실험자에게 제공한다. 다양한 노면에 대한 흔들리는 영상에 대하여 객관적인 지표와 피실험자들이 느끼는 주관적인 평가를 비교하여 그 효용성을 분석하였다.

• Wind and Structures
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• 제19권1호
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• pp.1-14
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• 2014

Rail-mounted cranes can be easily damaged by a sudden gust of wind while working at a running speed, due to the large mass and high barycenter positions. In current designs, working rail-mounted cranes mainly depend on wheel braking torques to resist large wind load. Regular brakes, however, cannot satisfactorily stop the crane, which induces safety issues of cranes and hence leads to frequent crane accidents, especially in sudden gusts of wind. Therefore, it is necessary and important to study the braking performance of working rail mounted cranes under wind load. In this study, a simplified mechanical model was built to simulate the working rail mounted gantry crane, and dynamic analysis of the model was carried out to deduce braking performance equations that reflect the qualitative relations among braking time, braking distance, wind load, and braking torque. It was shown that, under constant braking torque, there existed inflection points on the curves of braking time and distance versus windforce. Both the braking time and the distance increased sharply when wind load exceeded the inflection point value, referred to as the threshold windforce. The braking performance of a 300 ton shipbuilding gantry crane was modeled and analyzed using multibody dynamics software ADAMS. The simulation results were fitted by quadratic curves to show the changes of braking time and distance versus windforce under various mount of braking torques. The threshold windforce could be obtained theoretically by taking derivative of fitted curves. Based on the fitted functional relationship between threshold windforce and braking torque, theoretical basis are provided to ensure a safe and rational design for crane wind-resistant braking systems.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.501-509
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• 2010

해상크레인은 크레인을 탑재한 선박으로서, 조선소에서 대형 블록이나 구조물의 탑재 및 해상 운송 작업에 사용된다. 본 논문에서는 해상크레인과 중량물의 전후 동요(Surge), 상하 동요(Heave), 종 동요(Pitch)에 대한 정적/동적거동을 분석하였다. 이 때, 유연 다물체계 동역학을 적용하여 해상크레인의 붐(boom)을 탄성으로 고려하였으며, 플로팅 프레임(floating frame)과 노드 좌표(nodal coordinates)를 사용하였다. 질량 행렬, 탄성 강성 행렬, 2 차 속도 벡터, 일반화 좌표 방향으로 작용하는 외력 등을 고려하여 모든 운동이 연성된 비선형 운동 방정식을 구성하였다. 외력으로는 비선형 유체정역학 힘, 선형화된 유체동역학 힘, wire rope 힘, 계류력이 고려되었다. 수치 해석을 위해 Hilber-Hughes-Taylor 방법을 비선형 운동방정식에 적용하였다. 정적 거동 분석을 통한 정적 평형 자세를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대해 결과를 비교하였으며, 수치 해석 방법에 대한 정적/동적 거동 분석 결과를 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.561-566
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• 2015

본 논문에서는 고 중량물을 빠르게 이송시키며'Pick & Place'작업을 수행하는 병렬로봇의 작동강성 최적설계에 대한 연구를 수행하였다. 20~30kg 의 고 중량물을 사용하여 특정 작업을 빠르게 수행하기 위해서는 빠른 응답속도를 위한 관성 기구부 경량 설계와 동시에 동작의 정밀도를 위한 고 강성설계가 필요하다. 하지만 요구조건인 관성 기구부 경량 설계와 고강성 설계는 상호 배타적인 관계이므로 본 연구에서는 다물체동역학 해석을 통해서 병렬로봇의 동적 거동을 분석함으로써 로봇의 작동 중에 작용하는 하중상태를 분석하였고, 상호 배타적인 두 성능을 동시에 만족시키기 위해 관성 기구부 위상 최적 설계를 수행하였다. 그리고 위상 최적설계 결과를 병렬로봇에 적용하여 그 신뢰성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.905-912
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• 2011

견마로봇이 야지 노면에서 주행할 때 로봇에 설치되어 있는 각종 장비의 보호를 위하여 주행 안정성을 높이는 것이 중요하다. 견마로봇의 주행 안정성을 평가하는 데에 있어서 차체의 수직 가속도, 롤 각가속도, 피치 각가속도의 영향이 지배적이다. 가속도가 발생한다는 의미는 차체에 그만큼의 힘이 가해진다는 것을 의미한다. 따라서 차체에 작용하는 힘의 크기를 조절함으로써 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다. 차량의 안정성을 높이기 위한 하나의 방법으로 MR 댐퍼와 스카이 훅 제어기법을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 $6{\times}6$ 견마로봇에 대하여 MR 댐퍼에 스카이 훅 제어기법을 적용하였으며, 수직 가속도 및 롤, 피치 각가속도를 줄이는 방향으로 제어하여 차량의 주행 안정성을 향상시켰다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제14권2호
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• pp.23-29
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• 2017

In this study, a flexible multi-body dynamic simulation model of a knuckle boom crane is developed to evaluate the stress of spindle and rack gears under dynamic working conditions. It is difficult to predict potential critical damage to a knuckle boom crane if only the static condition is considered during the development process. To solve this issue, a severe working scenario (high speed with heavy load) was simulated as a boundary condition for testing the integrity of the dynamic simulation model. The crane gear model is defined as a flexible body so contact analysis was performed. The functional motion of a knuckle boom crane is generated by applying forces at each end of the rack gear, which was converted from hydraulic pressure measured for the experiment. The bending and contact stress of gears are theoretically calculated to validate the simulation model. In the simulation, the maximum stress of spindle and rack gears are observed when the crane abruptly stops. Peak impact force is produced at the contact interface between pinion and rack gears due to the inertia force of the boom. However, the maximum stress (bending/contact) of spindle and rack are under the yield stress, which is safe from damage. By using the developed simulation model, the experiment process is expected to be minimized.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.685-692
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• 2016

커팅헤드 어태치먼트는 굴삭기에 부착되어 사용되며 절삭 도구인 픽커터가 커팅헤드에 배열되어 암석이나 낙후된 건물을 파쇄 또는 절삭하는 작업에 사용된다. 암석을 절삭할 때 픽 커터의 배열은 절삭 성능과 연관성이 있는 요소이다. 본 연구는 픽 배열 설계 자동화를 수행하여 설계 소요 시간 및 검증 시간을 단축시켰으며, 배열에 따른 시스템의 거동을 예측하는데 활용하였다. 픽 배열 설계 자동화 방법은 RecurDyn/ProcessNet을 통해 수행하였으며, 설계 자동화 프로그램은 Drum set, Pick load 그리고 Pick arrangement의 세 부분으로 나누어 진행하였다. 이를 통해 커팅헤드 어태치먼트의 설계 비용 절감과 다양한 메커니즘 별 전용 어태치먼트의 설계에 활용할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.557-563
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• 2016

파력발전시스템의 에너지 흡수 효율은 입사파의 파력과 발전기 구동 동력의 비로 정의된다. 흡수 효율은 파력발전시스템의 동적 거동에 의존하기 때문에 파력발전시스템의 에너지 흡수 효율을 예측하기 위해서 파력발전시스템의 동적 해석이 요구된다. 본 논문에서는 에너지 흡수 효율을 예측하기 위하여 파력발전시스템의 동적 해석을 수행하였다. 파력발전시스템의 동적 해석을 위해서 상용 다물체동역학 해석 프로그램인 RecurDyn을 사용하였고, 부유체에 작용하는 파력을 모델링하기 위해서 Morison equation을 적용하였다. 효율분석 결과 파고가 낮고, 주기가 짧을수록 흡수효율이 높아지는 경향을 보인다.