For the analysis of dynamic contact between a catenary and a pantograph of high-speed electrical train, the numerical solution of the equations of motion of the vehicle pantograph and the catenary system subjected to the contact condition is obtained. The whole equations of motion of the catenary and the pantograph are simultaneously time integrated with the strict application of the contact condition. For the stability of the numerical solution, with the cubic spline interpolation of the catenary displacement, the velocity and acceleration constraints as well as the displacement constraint are imposed on the contact point. Especially it is shown that the Coriolis and centripetal accelerations are critical for the accuracy and stability of the computation.
본 논문에서는 로터 블레이드, 고/저속 회전축, 발전기, 기어 시스템 등 다수의 몸체가 서로 상대적인 운동을 하며 연결되어 있는 이중 로터 수평축 풍력발전 시스템을 다몸체 시스템으로 간주하고, 다몸체 역학을 이용한 풍력발전 시스템 모델링 기업을 제안하였다. 이를 기반으로 풍력발전 시스템의 성능 해석을 위한 시뮬레이션 소프트웨어 WINSIM을 개발하였고, 다양한 시뮬레이션을 통해 제안된 풍력발전 시스템의 과도 및 정상 상태 특성의 연구에 적용할 수 있음을 예시하였다.
Kim, Ki-Jung;Han, Hyung-Suk;Kim, Chang-Hyun;Yang, Seok-Jo
International Journal of Railway
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제4권4호
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pp.97-102
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2011
In an EMS (Electromagnetic suspension)-type Maglev (Magnetically-levitated) vehicle, the flexibility of the bogie frame may affect the acceleration of the electromagnet that is input into the control system, which could lead to instability in some cases. For this reason, it is desirable to consider bogie frame flexibility in air gap simulations, for the optimization of bogie structure. The objective of this paper is to develop a flexible multibody dynamic model of 1/2 of an EMS-type Maglev vehicle that is under testing, and to compare the air gap responses obtained from the rigid and the flexible body model. The feedback control system and electromagnet models that are unique to the EMS-type maglev vehicle must be included in the model. With this model, dynamics simulations are carried out to predict the air gap responses from the two models, of the rigid and flexible model, and the air gaps are compared. Such a comparative study could be useful in the prediction of the air gap in the design stage, and in designing an air gap control system.
The aim of this study was to interpret the structure and dynamics of a transfer shuttle system as a material supply device for small machine tools. The following conclusions were obtained by performing a structural interpretation of the material supply equipment with respect to workload and the dynamical interpretation of a flexible multibody carriage shuttle. When a 1,000-kg workload was applied to a fork lift, the safety factor was approximately 1.86. To conservatively assess the integrity of the structure, a 1,000-kg workload would be proper. In the case of a deflection of the fork system, the width increased with increasing time. The greatest deflection occurred at 5.5 s, which was the largest increase in the time point of the fork system.
A novel method to reduce the vibration of drum type washing machine is proposed. Recently, as the capacity of the drum-type washing machine gets expanded and its washing performance is improved, its market share is increasing in the whole world. But, the capacity of washing machine is limited because of door size and built-in washing machine size. The vibration of washing machine is caused by unbalanced cloths in high spining drum, and the displacement of tub is maximized at transient range about 3 Hz(180 rpm). Previous researches were concerned about steady-state vibration in spinning. In this study, concerned about transient vibration and the displacement of tub is decreased by using gyroscope system. Mutibody dynamic model of washing machine include gyroscope is designed and the vibration of tub have been reduced by 44.7 % over original.
Delta robots are usually used for industrial manufacturing, but heavy weight and expensive price have been obstacles to rapid propagation of robots in the field. The goal of this research is to make light-weight and price-competitive delta robots. To reduce the weight, we used plastic material for the arm link, and to reduce the price, we used a step-motor as the main actuator. First we formulated the equations of inverse kinematics for the designed delta robot and then verified these equations by using multibody-dynamics simulation. An algorithm of motion control was developed and applied to the motion-processing unit using a timer-interrupt of 8 milliseconds. Finally, we tested the performance of the new delta robot by checking its control of motion along line segments.
In this paper, the dynamic response analysis of a floating crane with elastic booms and a cargo is performed. The objective is to consider the effects of the elastic boom in the lifting design stage. Governing equations of the motion for the system which consists of interconnected rigid and flexible bodies are derived based on the formulation of flexible multibody system dynamics. To model the boom as a flexible body, floating reference frame and nodal coordinates are used. Coupled surge, pitch, and heave motion of the floating crane with the cargo which has 3 degree of freedom is simulated by solving the equation numerically. Finally, the effects of the elastic boom for the lifting design that the floating crane is required to lift a heavy cargo are discussed by comparing the simulation result between with the elastic boom and with the rigid one.
A guideway vehicle is used in automobile, semiconductor and LCD manufacturing industries to transport products efficiently. Since the operating speed of the guideway vehicle should be increased for maximum productivity, the weight of the vehicle has to be reduced. This may cause parts in the system to fail before the life of the system. Therefore estimation of the fatigue life of the parts becomes an important problem. In this study, the fatigue life of the driving wheel in the guideway vehicle is estimated using a S-N curve. To obtain the fatigue life of a part, the S-N curve, load time history applied on a driving wheel and material property are required. The S-N curve of the driving wheel is obtained using the fatigue experiment on wheels. Load time history of the wheel is obtained from multibody dynamics analysis. To obtain the material properties of the driving wheel, which is composed of aluminum with urethane coating, a compression hardware testing has been done with the static analysis of the FE model. The fatigue life prediction using computational analysis model guarantees the safety of the vehicle at the design stage of the product.
본 논문에서는 해상 크레인이 인양하는 중량물의 운동 감쇠를 위하여 Tagline을 이용한 PD제어를 수행하였다. 해상 크레인 및 중량물을 각각 6자유도 운동을 하는 강체로 가정하고 뉴턴의 제 2법칙에 따라 운동 방정식을 유도하였다. 중량물의 운동을 감쇠하기 위한 제어 메커니즘으로 Tagline을 사용 하였고, 해상 크레인의 Deck에 설치한 Winch로 Tagline의 장력을 조절하였다. 장력을 조절하는 제어 알고리즘으로는 PD제어를 사용 하였다. 이를 바탕으로 수치적 제어 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 1/100 Scale의 모형 해상 크레인을 제작하고 실험을 통해 제어 시뮬레이션의 결과를 검증 하였다. 제어 시뮬레이션과 모형 시험 수행 결과 Tagline을 이용한 제어가 중량물의 운동을 감쇠시키는데 효과가 있음을 알 수 있었다.
자기부상열차에 있어서 분기기는 차량이 가이드레일과 접촉 없이 안전하게 노선을 변경할 수 있도록 설계돼야 한다. 특히, 별도의 안내 전자석이 없이 하나의 U-형 전자석으로 부상력과 안내력을 동시에 얻는 중저속 상전도흡인식 자기부상열차에 있어서는 분기기 통과시 안전성에 대한 검토가 요구된다. 이 방식에서는 안내력을 능동적으로 제어하지 않기 때문에 작은 곡률 반경이면서도 다수의 직선을 연결하여 곡선을 형성하는 관절형 분기기 통과시 전자석의 횡공극이 과도하게 발생하여 가이드레일과 기계적 접촉을 일으킬 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 개발 중인 관절식 분기기에서 차량의 주행안전성 향상을 위하여 관절식 분기기의 주 설계 변수의 안전성에의 영향을 분석하는데 목적이 있다. 그를 통하여 분기기에서의 주행안전성을 향상하고자 한다. 이를 수행하기 위하여 2 량 1 편성으로 구성된 3 차원 전체차량 다물체 동역학 모델의 적용이 제안된다. 제안된 모델을 이용하여 분기기 통과시의 주행안전성척도 중의 하나의 횡공극 시뮬레이션이 이루어진다. 분석되는 설계 변수들은 단경간 거더의 길이와 굴절각, 끝단 고정궤도 중심 사이의 거리, 거더의 수량이다. 이러한 설계 변수들의 영향을 분석하여 안전성 향상을 위한 분기기 설계 방향을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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