• 제목/요약/키워드: Restoring Force

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전자기력을 이용한 2 자유도 스캐닝 미러 설계 (Design of 2-DoF Scanning Mirror using Electromagnetic force)

  • 신부현;김영진;오동호;이정우;최현호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.177-178
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    • 2014
  • This work proposes a two-dimensional (2-D) laser scanning mirror actuator with a simple structure composed of one magnet and four coils. The mirror-actuating device generates 2-D scanning motions about two orthogonal axes by combining electromagnetic actuators of the conventional moving-magnet types. The magnet is attached to back side of the mirror placed inside of the moving frame. The four coils is placed on the base frame in a cross shape. We implement a finite element analysis to calculate magnetic flux in the electromagnetic system with the overall size of $20mm(W){\times}20mm(D){\times}13mm(H)$ for the mirror size of $8mm{\times}8mm$. The each moving-magnet type electromagnetic actuator has the motor constant 3.41 mNm/A and the restoring constant 1.75 mNm/rad and the resonance frequency of 58 Hz and the bandwidth of 80 Hz. The proposed compact and simple 2-D scanning mirror predicted advantages of large 2-D angular deflections, wide frequency bandwidth and low manufacturing cost.

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비선형 선박운동을 고려한 대파고 파랑 중 조종성능에 대한 연구 (Effects on Nonlinear Ship Motions on Ship Maneuvering in Large Amplitude Waves)

  • 서민국;김용환;김경환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제48권6호
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    • pp.516-527
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    • 2011
  • This paper considers a numerical analysis of ship maneuvering performance in the high amplitude incident waves by adopting linear and nonlinear ship motion analysis. A time-domain ship motion program is developed to solve the wave-body interaction problem with the ship slip speed and rotation, and it is coupled with a modular type 4-DOF maneuvering problem. Nonlinear Froude-Krylov and restoring forces are included to consider weakly nonlinear ship motion. The developed method is applied to observe the nonlinear ship motion and planar trajectories in maneuvering test in the presence of incident waves. The comparisons are made for S-175 containership with existing experimental data. The nonlinear computation results show a fair agreement of overall tendency in maneuvering performance. In addition, maneuvering performances with respect to wave slope is predicted and reasonable results are observed.

Self-Alignment and Bonding of Microparts Using Adhesive Droplets

  • Sato, Kaiji;Lee, Keun-Uk;Nishimura, Masahiko;Okutsu, Kazutoshi
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제8권2호
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    • pp.75-79
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    • 2007
  • This paper describes the self-alignment and bonding of microparts using adhesive surface tension to assemble microsystems in air. The alignment and bonding were tested experimentally using adhesive droplets, and the resulting performance was evaluated. The adhesive, which was inorganic and water-soluble before hardening, was diluted with water to a ratio of 10:1 so that its surface tension generated a sufficient restoring force for self-alignment. The experimental results showed that the average of the alignment errors obtained using the adhesive on $1.0\times1.0\times0.15-mm$ microparts was less than $2{\mu}m$ in the X and Y directions and 0.2 degrees in the e direction. These alignment errors were almost the same as those obtained using water. The use of a suitable adhesive had no negative effects on the alignment accuracy. The average tensile strength of the adhesive bond after self-alignment was $0.61N/mm^2$.

Simultaneous optimal damper placement using oil, hysteretic and inertial mass dampers

  • Murakami, Yu;Noshi, Katsuya;Fujita, Kohei;Tsuji, Masaaki;Takewaki, Izuru
    • Earthquakes and Structures
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    • 제5권3호
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    • pp.261-276
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    • 2013
  • Oil, hysteretic and inertial mass dampers are representatives of passive dampers used for smart enhancement of seismic performance of building structures. Since oil dampers have a nonlinear relief mechanism and hysteretic dampers possess nonlinear restoring-force characteristics, several difficulties arise in the evaluation of buildings including such dampers. The purpose of this paper is to propose a practical method for simultaneous optimal use of such dampers. The optimum design problem is formulated so as to minimize the maximum interstory drift under design earthquakes in terms of a set of damper quantities subject to an equality constraint on the total cost of dampers. The proposed method to solve the optimum design problem is a successive procedure which consists of two steps. The first step is a sensitivity analysis by using nonlinear time-history response analyses, and the second step is a modification of the set of damper quantities based upon the sensitivity analysis. Numerical examples are conducted to demonstrate the effectiveness and validity of the proposed design method.

An Ultra Wideband, Novel and Reliable RF MEMS Switch

  • Jha, Mayuri;Gogna, Rahul;Gaba, Gurjot Singh;Miglani, Rajan
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제17권4호
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    • pp.183-188
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    • 2016
  • This paper presents the design and characterization of wide band ohmic microswitch with an actuation voltage as low as 20~25 V, and a restoring force of 14.1 μN. The design of the proposed switch is primarily composed of an electrostatic actuator, bridge membrane, cantilever (beam) and coplanar waveguide, suspended over the substrate. The analysis shows an insertion loss of −0.002 dB at 1GHz and remains as low as −0.35 dB, even at 100 GHz. The isolation loss of the switch is sustained at −21.09 dB at 100GHz, with a peak value of −99.58 dB at 1 GHz and up-state capacitance of 4 fF. To our knowledge, this is the first demonstration of a series contact switch, which works over a wide bandwidth (DC-100 GHz) and with such a high and sustained isolation, even at high frequencies and with an excellent figure of merit (fc=1/2.pi.Ron.Cu= 39.7 THz).

A Study on the Hydrostatic Mooring Stability of Submerged Floating Ellipsoidal Habitats

  • Pak, Sang-Wook;Lee, Han-Seok;Park, Jin
    • 한국항해항만학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.328-334
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    • 2019
  • Underwater architecture in providing a comfortable living space underwater is mandated to survive prevailing environmental loads, especially hydrostatic ambient water pressure exerted on the structure of individual habitat hulls at depth and hydrodynamic fluctuation of external forces that perturb the postural equilibrium and mooring stability of the underwater housing system, for which the design including the hull shape and mooring system constraint the responses. In this study, the postural stability of a proposed underwater floating housing system with three vertically connected ellipsoidal-shape habitat hulls of different sizes are theorized and calculated for hydrostatic stability, using MATLAB in the volumetric integration of a hull and the weight of operational loads under assumed scenarios. The assumptions made in the numerical method to estimate the stability of the habitat system include the fixed weight of the hulls, and their adjustable loads within operational limits for the set meteorological oceanic conditions. The purpose of this study was to numerically manipulate a) The buoyancy and b) The adjusted center of mass of the system within the range of designed external and internal load changes, by which the effective mooring system capability and postural equilibrium requirements were argued with the quantitative analysis.

쿨롱마찰을 갖는 단자유도계의 자유진동응답에 관한 닫힌 해 (Closed-Form Solutions to Free Vibration Response of Single Degree of Freedom Systems with Coulomb Friction)

  • 이성경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.9-16
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    • 2020
  • 본 연구는 쿨롱마찰을 갖는 동적시스템의 기초적인 연구로써 단자유도계의 자유진동응답에 대한 닫힌 해를 제공하는 것을 목적으로 한다. 쿨롱마찰을 포함하는 동적시스템의 운동방정식은 운동방향에 따른 마찰력의 부호변화로 인하여 비선형 미분방정식의 형태로 표현되기 때문에 닫힌 형태의 해를 얻기가 매우 어려운 특성이 있다. 이를 해결하기 위한 기존의 방법으로는 수치적분법에 의해 비선형 미분방정식을 직접 계산하거나 또는, 쿨롱마찰에 의한 감쇠효과를 등가점성감쇠로 치환한 선형 미분방정식을 이용하여 간접적으로 해를 구하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법들은 수학적인 측면에서 닫힌 해를 제공하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 운동방정식에서 반주기 구간마다 반전되는 마찰력의 부호변화를 고려하고, 이를 멱급수를 이용하여 전 구간으로 확장시킴으로써 쿨롱마찰을 고려한 단자유도계의 자유진동응답에 대해서 수학적으로 닫힌 해를 유도하였다. 또한, 마찰력의 크기가 강성에 의한 복원력의 크기보다 커지는 순간에 자유진동 운동이 정지하는 조건을 이용함으로써 주어진 초기조건에 대해서 예측되는 자유진동 반주기의 수와 운동이 정지하는 순간의 정확한 응답 값을 제안하였다

구조용 실링마감재의 내환경 조건에 따른 탄성복원 특성 연구 (A Study on the Elastic Restoration Characteristics According to Environmental Resistance Condition of Structural Sealing Finishing Materials)

  • 장필성;강동원;홍순구;김영근;김성래
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.6-12
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    • 2018
  • 본 최근 건축물 외벽공사에 커튼월 공법의 사용이 증가하고 있다. 외벽 커튼월 공법은 공기단축 및 경제적 효용이 크다는 장점으로 인해 건물의 외벽으로도 널리 시공되고 있다. 그러나, 커튼월 공법의 프레임과 유리를 연결해 주는 구조용 실란트에 대한 내후성 및 구조물의 거동에 대한 열화를 대체한 시험은 KS F 4910 규격에는 부재한 실정으로 안정적인 커튼월 공법 도입과 품질향상을 위해서는 필요한 요소이다. 본 연구에서는 외기환경하에서 거동에 대한 탄성복원력시험을 실시하였다. 구조용 실란트를 대상으로 열에 대한 실링재의 열화를 평가하였다. 국내에서는 구조용 실란트의 가변형 변위거동에 대한 연구는 부족한 실정으로 본 연구에서는 외기 환경에 노출된 열화조건을 대체하여 실험실 조건에서 재현한 결과를 확인하고, 설계에 반영하고자 한다. 본 연구 결과에 따르면, 기존의 구조용 실링재는 KS F 4910의 품질기준은 만족하지만, 본 연구에서 실시한 조건에서는 시험체의 파단과 표면의 균열 등이 발생하는 것을 확인하였다. 특히, 내후성 시험에서는 시험체 모두 불용의 상태를 확인하여 향후, 커튼월 공법에 사용되는 구조용 실링재의 장기적인 내구성능 평가가 필요한 것으로 판단된다. 따라서, 기존의 구조용 실링재가 현장에 적용되기 위해서는 별도의 내구성능 평가를 실시가 요구된다.

교정용 열가소성 재료의 두께와 변형량이 재료의 물리적 특성에 미치는 영향 (The effect of thickness and deflection of orthodontic thermoplastic materials on its mechanical properties)

  • 민샘;황충주;유형석;이상배;차정열
    • 대한치과교정학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.16-26
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    • 2010
  • 다양한 열가소성 교정 재료를 이용한 성공적인 임상 결과가 보고되었지만, 재료의 물리적 성질에 관한 연구는 많지 않다. 본 연구는 열가소성 재료의 종류, 두께, 변형량과 반복변형에 따른 변형 시 필요한 하중과, 변형되었던 재료가 원래의 상태(resting position)로 돌아갈 때 재료의 복원력을 평가하였다. 실험적인 모델의 조건에서 투명교정장치의 재료로 쓰이는 4가지 종류의 열가소성 재료(0.5 mm, 0.75 mm, 1.0 mm 두께)를 최종 변형량이 2.0 mm가 될 때까지의 하중(gf)을 측정하였다. 변형 후 탄성력에 의해 원점으로 회복될 때, 재료의 복원력(gf/$mm^2$)을 측정하였다. 동일한 방법으로 5회 반복변형 동안의 하중과 복원력의 변화를 측정하였다. 그 결과, 열가소성 재료의 두께와 변형량에 대해 상호 교호작용이 관찰되었으며 (p < 0.05), 열가소성 재료의 두께 및 변형량이 하중과 복원력에 가장 큰 영향력을 나타내었고 재료 간 혹은 제품 간의 하중과 복원력에는 유의한 차이가 없었다. 두께가 1.0 mm이거나 또는 1.0 mm 이상 변형인 경우 최소 159 gf의 하중이 필요하였고, 최소 16 gf/$mm^2$의 복원력이 발생하였다. 각 실험군에 대한 반복하중 시 하중과 복원력에서 유의한 차이가 관찰되었고 (p < 0.01), 평균 10 - 17%의 하중 감소와 4 - 7%의 복원력 감소가 관찰되었다. 이상의 결과, 하중과 복원력에 가장 영향을 많이 주는 요소는 재료의 두께와 치아의 이동량 이었다. 제품에 상관없이 두께가 1.0 mm 이상인 재료를 사용하거나 치아를 1.0 mm 이상 이동 시에는 과도한 힘이 발생하였다. 따라서 투명교정장치를 이용하여 생리적으로 치아를 이동시키기 위해서는 초기 치아배열을 위해 사용하는 열가소성 재료의 두께와 셋업 시 치아 이동량을 고려하여 과도한 힘이 가해지지 않도록 해야 한다. 또한 반복하중 후에 열가소성 재료의 피로도에 의한 힘의 상쇄를 고려하여 임상에 적용해야 한다.

마취제(痲醉劑)의 심장약리학적(心臟藥理學的) 연구(硏究) 제2보(第2報) 각종대사기질(各種代謝基質)에 대(對)한 Halothane 저하유이심방(低下遊離心房)의 수축반응(收縮反應) (Cardiac Pharmacology of Anesthetics)

  • 고계창;정지창;한대섭
    • 대한약리학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.55-59
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    • 1974
  • Further elucidation of the mechanism of halothane's negative inotropic action has resulted from a study of the effect of various substrates on halothane-depressed rat atria. Approximately 6 mg% halothane was required to maintain a 50% depression of the contractility of rat atria suspended in a modified Krebs-Ringer bicarbonate glucose medium, pH 7.4, $30^{\circ}C$ for 2hr. Both lactate and acetate were found to restore partially the contractility of halothane-depressed atria. The maximally effective concentration of lactate was 5 mM; for acetate it was 2.5mM. Neither 5 nor 20 mM of additional glucose was effective in restoring the force of contraction of halothane-depressed atria. The results are consistent with the hypothesis that halothane exerts at least a part of its negative inotropic effect on rat atria by inhibiting either the uptake or utilization of glucose by the myocardium. The site of blockade must be prior to the conversion of pyruvate to acetyl CoA. In our previous report dealing with the mechanism of cardiac depressant action of inhalation anesthetic halothane, it has been demonstrated that: 1) approximately 6 mg/100 ml halothane is required to maintain 50% depression of the force of contraction of isolated rat atria in Krebs-Ringer bicarbonate glucose medium; 2) pyruvate partially restores the contractility of halothane-depressed atria, but has no effect on normal atria; the partial recovery of depressed atria by the addition of sodium pyruvate is due to the effect of the pyruvate ion itself, not to the sodium ion; 4) addition of pyruvate, to atria depressed with hypertonic medium, produced only further depression. From these findings we concluded that the cardiac depressant action of halothane on rat atria is a manifestation of inhibition of glucose uptake or utilization. The present studies were undertaken to observe the effect of other substrates on halothane-depressed atria in order to substantiate our conclusion. As with the case of pyruvate, lactate and acetate also partially restored the force of contraction of halothane-depressed atria. These data are consistent with the hypothesis that halothane inhibits glucose uptake or utilization in the glycolytic cycle of the myocardium.

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