• Advances in nano research
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• 제17권1호
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• pp.61-73
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• 2024

This paper presents nonlinear vibration analysis of a composite cylindrical shell. The core of the shell is made of functionally graded (FG) porous materials and layers is fabricated of carbon nanotubes (CNTs) reinforced nanocomposites. To increase the accuracy of results, neutral surface position is considered. First-order shear deformation theory is used as displacement field to derive the basic relations of equation motions. In addition, von-Karman nonlinear strains are employed to account geometric nonlinearity and to enhance the results' precision, the exact position of the neutral surface is considered. To governing the partial equations of motion, the Hamilton's principle is used. To reduce the equation motions into a nonlinear motion equation, the Galerkin's approach is employed. After that the nonlinear motion equation is solved by multiple scales method. Effect of various parameters such as volume fraction and distribution of CNTs along the thickness directions, different patterns and efficiency coefficients of porous materials, geometric characteristics and initial conditions on nonlinear to linear ratio of frequency is investigated.

• Advances in nano research
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• 제17권2호
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• pp.109-124
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• 2024

In the era of smart manufacturing, precise prediction of springback-a common issue in ultra-thin sheet metal forming- and forming limits are critical for ensuring high-quality production and minimizing waste. This paper presents a novel approach that leverages the Internet of Things (IoT) and Artificial Neural Networks (ANN) to enhance springback and forming limits prediction accuracy. By integrating IoT-enabled sensors and devices, real-time data on material properties, forming conditions, and environmental factors are collected and transmitted to a central processing unit. This data serves as the input for an ANN model, which is trained with crystal plasticity simulations and experimental data to predict springback with high precision. Our proposed system not only provides continuous monitoring and adaptive learning capabilities but also facilitates real-time decision-making in manufacturing processes. Experimental results demonstrate significant improvements in prediction accuracy compared to traditional methods, highlighting the potential of IoT and ANN integration in advancing smart manufacturing. This approach promises to revolutionize quality control and operational efficiency in the industry, paving the way for more intelligent and responsive manufacturing systems.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.718-723
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• 2016

중형 차량용 에어컨에 사용되는 스크롤 압축기는 토크변동이 적고 에너지 효율이 높으며, 소음이 적어 적용이 확대되어 가고 있다. 또한 경량화에 따라 압축기를 구성하는 주요부품이 스틸에서 알루미늄으로 변경하는 등 소재에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 스크롤 압축기는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 인벌루트 랩의 가공 정밀도가 $10{\mu}m$ 이하로 정밀도가 높은 전용장비와 전용 툴은 물론 숙련된 가공기술이 요구되므로 가공 품질을 확인하기 위하여 표면조도와 윤곽도를 측정하였으며, 알루미늄을 모재로하여 양극 산화 처리하여 사용되고 있는 선회스크롤의 경도를 향상시키기 위한 방법의 일환으로 봉공처리를 수행에 따른 특성들을 살펴보았다. 알루미늄 소재는 Al-Mg-Cu계 합금으로 미량의 Ni, Fe, Zn 이 부가된 것으로 나타났으며, 표면조도는 $3{\mu}m$이하로 가공 정밀도 기준 $10{\mu}m$를 만족하였다. 또한 양극산화 후 나노다이아몬드, CNT로 봉공처리 한 경우 경도는 450 이상으로 수봉공처리의 경우 보다 50% 이상 경도가 향상됨을 알 수 있었으며, 봉공재로 사용하기 위한 소재로서 탄소나노튜브나 나노다이아몬드는 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.42-48
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• 2016

본 논문에서는 플라이백 DC-DC 컨버터에 사용되는 출력전압 정보를 보다 정확하게 감지하는 피크검출기를 집적회로로 설계하였다. 제안하는 피크검출기의 회로는 하나의 op-amp와 세 개의 트랜지스터로 이루어져 있다. 제안하는 회로는 단순한 구조로 이루어져 있기 때문에 제안하는 회로는 출력전압을 감지하는 과정에서 지연시간을 최소화 할 수 있다. 회로에서 op-amp와 몇 개의 트랜지스터를 사용함으로써, 제안하는 피크검출기가 종래의 커패시터와 다이오드로 설계된 피크검출기를 대신해 칩의 집적화가 가능해지고, 플라이백 컨버터의 모듈을 구성하는 소자가 트랜지스터로 대체되고 칩의 면적이 줄어들어 가격을 줄일 수 있다. 제안하는 회로는 0.35 um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하여 측정하였고, 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 시뮬레이션 결과 사인파의 입력신호를 출력신호가 최대 0.3 ~ 3.1 %의 오차 범위 내에서 피크전압을 유지하는 것을 확인하였다. 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 제안하는 회로의 결과를 통하여 종래의 피크검출기 회로의 좋지 않은 레귤레이션을 향상시키기 위하여 높은 플라이백 컨버터의 동작을 보일 수 있다. 플라이백 컨버터의 출력전압을 정확하게 감지하여 안정적인 컨버터 동작을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제27권5호
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• pp.256-263
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• 2011

Bearings of marine engines are operated under severe conditions because of dynamic load and low sliding speed. This paper deals with lubrication analysis of a crank pin bearing for a marine diesel engine. Journal center locus and oil film thickness are compared of crank pin bearing. In the past researches, journal bearings have been studied only about the surface of bearing. In addition to this conventional research, this paper analyzes the effect of roundness error of a journal and a bearing on the minimum film thickness. Numerical analysis has been studied by using Reynolds equation and also Half-Sommerfeld condition is applied as boundary condition. Futhermore, this study investigates the effect of roundness error change on the minimum film thickness. The results demonstrate that the bigger amplitude of roundness error yields, the lower minimum oil film thickness is. In comparison to previous research considered a journal and a bearing individually, the results considering a journal and a bearing together show that amplitude of roundness error of journal has very little effect on the minimum oil film thickness.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권3호
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• pp.265-270
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• 2004

Experiment study on a down scaled two-phase catalytic reactor is presented. As a preliminary step for the development of catalytic reactor, nano-particulate catalyst was prepared. Perovskite La$\_$0.8/Sr$\_$0.2/CoO$_3$is chosen and synthesized as a catalyst considering superior catalytic performance in reduction and oxidation process where oxygen is involved among the reagent. Reactor that has a scale of 2${\times}$10${\times}$25mm was made by machining of A1 block as a layered structure considering further extension to micro-machining. Hydrogen peroxide of 70wt% was adopted as reactant and was provided to the reactor loaded with 1.5 g of catalyst. Reactant flow rate was varied by precision pump with a range of 0.15cc/min to 17.2cc/min. Temperature distribution within reactor was recorded by 3 thermocouples and total amount of liquid product was measured. Temperature distribution and factors that affect temperature were observed and relation between temperature distribution and production rate was also analyzed. Relative time scale plays a significant role in the performance of the reactor. To obtain steady state operation, appropriate ratio of flow rate, catalyst mass and reactor geometry is required and furthermore to get more efficient production rate temperature distribution should be evenly distributed. The database obtained by the experiment will be used as a design parameter for micro reactor.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.502-505
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• 2005

Researches about micro technology travel lively in these days. Such many researches are concentrated in the field of materials and a process field. But properties of micro materials should be known to give results of research developed into still more. In these various material properties, mechanical property such as tensile strength, elastic modulus, etc is the basic property. To measure mechanical properties in micro or nano scale, actuating must be very precise. PZT is a famous actuator which becomes a lot of use to measure very precise mechanical properties in micro research field. But PZT has a nonlinearity which is called as hysteresis. Not precision result is caused because of this hysteresis property in PZT actuator. Therefore feedback control method is used in many researches to prevent this hysteresis of PZT actuator. Feedback control method produce a good result in processing view, but cause a loss in a resolution view. In this paper, hysteresis is compensated by open loop control method. Hysteresis property is modeled in Mathematical function and compensated control input is constructed using inverse function of original data. Reliability of this control method can be confirmed by testing nickel thin film that is used in MEMS material broadly.

• 동력기계공학회지
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• 제17권1호
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• pp.91-96
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• 2013

The present paper focuses on the fabrication of materials with higher thermal conductivity. Nanofluid is a novel transfer prepared by dispersing nanometer-sized solid particles in traditional heat transfer fluid to increase thermal conductivity and heat transfer performance. The purpose of this study is making the nano-size particle. The experiment of MWCNT and $Al_2O_3$ was carried out using a planetary ball mill at several rotation speeds: 200 ~ 400 rpm. The results were examined using scanning electron microscope(SEM). In the case of the MWCNT, it could be more grinding into the small particle in the dry condition and it confirm in the case of the $Al_2O_3$ to be more grinding into the small particle contrary to the MWCNT in the wet condition. In the mixture grinding result of MWCNT and $Al_2O_3$, the dry condition showed the good result in low rotation speed than the wet condition.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.759-763
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• 2015

레이저 가공 공정은 마스크 없이 전극을 가공할 수 있다는 장점 때문에 우수한 공정들 중의 하나로 제안되고 있다. 본 논문에서는, 서로 다른 열적 물성을 가지는 금속들에 레이저 가공을 수행하였다. 이 금속들은 서로 다른 표면형상, 열영향부, 그리고 재융착층을 나타내었고 이는 열전도도, 끓는점, 그리고 열확산계수에 의존하였다. 또한 재융착층을 제거하기 위하여 초음파 원용 레이저 가공을 적용, 높은 열확산계수를 가지는 재료에서 그 초음파 가진에 의한 표면 품질의 향상을 발견하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권1호
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• pp.47-54
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• 2009

본 연구에서는 다양한 종류의 보강제를 혼합한 EPDM 컴파운드의 원적외선에 의한 가교 반응을 조사하였다. 보강제가 원적외선에 의한 가교 반응에 미치는 영향을 평가하기 위하여 컴파운드의 발열 온도 및 DSC 분석에 의한 가교도를 측정하였으며, 특히 원적외선에 의한 가교 특성을 비교하기 위하여 동일 조건에서 열풍에 의한 가교 반응을 조사하였다. 원적외선 가교 조건에서 카본블랙을 혼합한 EPDM 컴파운드는 입자크기가 증가함에 따라 열전도도가 증가하며 이에 따라 원적외선에 의한 가교도 역시 증가하였으나, 열풍에 의한 가교도의 변화에는 거의 영향을 주지 못하였다. 보강제 종류에 따른 원적외선 가교 특성 평가 결과, 열전도도가 높은 아세틸렌 블랙을 함유한 컴파운드의 가교도가 가장 높게 나타났으며, 열전도도가 유사한 카본블랙 및 침강실리카의 경우 상대적으로 원적외선 흡수 특성이 우수한 침강실리카 배합 컴파운드의 경우 원적외선에 의한 가교도가 높게 나타났다.