• 제목/요약/키워드: Spring load

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실내설정온도에 따른 태양열 하이브리드 열펌프 시스템 운전특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Operating Characteristics of a Solar Hybrid Heat Pump System according to Indoor Setting Temperature)

  • 김원석;조홍현
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.50-58
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    • 2010
  • Experimental study on the operating characteristics of a solar hybrid heat pump system according to indoor setting temperature were carried out during spring and winter season. The system was consisted of a concentric evacuated tube solar collector, heat medium tank, heat storage tank, and heat pump. As a result, the heating load was increased by 21.1% when the indoor setting temperature rose by 2oC for the same ambient temperature. Besides, the spring season had good outdoor conditions compared to the winter season, therefore the heating load was reduced and heat gain by collector increased, relatively. In case of the winter season, the solar fraction was shown less than 10% because the heat losses of system and space increased considerably. The solar fraction decreased significantly as the indoor setting temperature increased.

독립형 소형 태양광/풍력 복합발전시스템의 출력안정화를 위한 보조 전력보상장치개발에 관한 연구 (The Auxiliary Power Compensation Unit for Stand-Alone Photovoltaic/Wind Hybrid Generation System)

  • 박세준;윤정필;강병복;윤형상;차인수;임중열
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.47-54
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    • 2004
  • Photovoltaic energy and wind energy are highly dependent on the season, time and extremely intermittent energy sources. Because of these reasons, in view of the reliability the photovoltaic and the wind power generation system have many problems(energy conversion, energy storage, load control etc.) comparing with conventional power plant. In order to solve these existing problems, hybrid generation system composed of photovoltaic(500W) and wind power system(400W) was suggested. But, hybrid generation system cannot always generate stable output due to the varying weather condition. So, the auxiliary power compensation unit that uses elastic energy of spiral spring was added to hybrid generation system for the present study. It was partly confirmed that hybrid generation system was generated a stable outputs by spiral spring was continuously provided to load.

상용차량의 하중을 측정하기 위한 탑재형 자중계 개발 (Development of Onboard Scales to Measure the Weight of Trucks)

  • 서명국;신희영;이호연;고재일;투멘자르갈 엔크바타르
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제18권1호
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    • pp.9-16
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    • 2021
  • Overloaded vehicles increase the maintenance cost of road structures, and they are a major factor in causing damage to the roads and bridges. In addition, overloaded vehicles compromise the braking capability of the vehicle; thus, threatening the safety of the driver. In order to prevent overloading of vehicles, the government is cracking down on the roads by using a device that measures the weight of vehicles. But this process is inconvenient because the place where the equipment is installed is far away from where the cargo is loaded. Due to the limitations of these fixed weighing devices, there is a growing need for technology that can monitor vehicle weight distribution and overload conditions in real time. In this work, we develop an onboard scale that can measure the load (weight) of trucks in real time. The onboard scale consists of high sensors, a signal processing unit, and a display, and it measures the load using height-displacement of the vehicle's leaf spring suspension.

Distribution of elastoplastic modulus of subgrade reaction for analysis of raft foundations

  • Rahgooy, Kamran;Bahmanpour, Amin;Derakhshandi, Mehdi;Bagherzadeh-Khalkhali, Ahad
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제28권1호
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    • pp.89-105
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    • 2022
  • The behavior of the soil subgrade is complex and irregular against loads. When modeling, the soil is often replaced by a more straightforward system called a subgrade model. The Winkler method of linear elastic springs is a popular method of soil modeling in which the spring constant shows the modulus of subgrade reaction. In this research, the factors affecting the distribution of the modulus of subgrade reaction of elastoplastic subgrades are examined. For this purpose, critical theories about the modulus of subgrade reaction were examined. A square raft foundation on a sandy soil subgrade with was analyzed at different internal friction angles and Young's modulus values using ABAQUS software. To accurately model the actual soil behavior, the elastic, perfectly plastic constitutive model was applied to investigate a foundation on discrete springs. In order to increase the accuracy of soil modeling, equations have been proposed for the distribution of the subgrade reaction modulus. The constitutive model of the springs is elastic, perfectly plastic. It was observed that the modulus of subgrade reaction under an elastic load decreased when moving from the corner to the center of the foundation. For the ultimate load, the modulus of subgrade reaction increased as it moved from the corner to the center of the foundation.

Exact solutions of vibration and postbuckling response of curved beam rested on nonlinear viscoelastic foundations

  • Nazira Mohamed;Salwa A. Mohamed;Mohamed A. Eltaher
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제11권1호
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    • pp.55-81
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    • 2024
  • This paper presents the exact solutions and closed forms for of nonlinear stability and vibration behaviors of straight and curved beams with nonlinear viscoelastic boundary conditions, for the first time. The mathematical formulations of the beam are expressed based on Euler-Bernoulli beam theory with the von Karman nonlinearity to include the mid-plane stretching. The classical boundary conditions are replaced by nonlinear viscoelastic boundary conditions on both sides, that are presented by three elements (i.e., linear spring, nonlinear spring, and nonlinear damper). The nonlinear integro-differential equation of buckling problem subjected to nonlinear nonhomogeneous boundary conditions is derived and exactly solved to compute nonlinear static response and critical buckling load. The vibration problem is converted to nonlinear eigenvalue problem and solved analytically to calculate the natural frequencies and to predict the corresponding mode shapes. Parametric studies are carried out to depict the effects of nonlinear boundary conditions and amplitude of initial curvature on nonlinear static response and vibration behaviors of curved beam. Numerical results show that the nonlinear boundary conditions have significant effects on the critical buckling load, nonlinear buckling response and natural frequencies of the curved beam. The proposed model can be exploited in analysis of macrosystem (airfoil, flappers and wings) and microsystem (MEMS, nanosensor and nanoactuators).

충격과 마모를 고려한 원자로 핵연료봉 지지격자의 설계 (Design of a Nuclear Fuel Spacer Grid Considering Impact and Wear)

  • 이현아;김종기;송기남;박경진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권10호
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    • pp.999-1008
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    • 2007
  • The spacer grid set is a component in the nuclear fuel assembly. The set supports the fuel rods safely. Therefore, the spacer grid set should have sufficient strength for the external impact forces such as earthquake. The fretting wear occurs between the spring of the fuel rod and the spacer grid due to flow-induced vibration. Conceptual design of the spacer grid set is performed based on the Independence Axiom of axiomatic design. Two functional requirements are defined for the impact load and the fretting wear, and corresponding design parameters are selected. The overall flow of design is defined according to the application of axiomatic design. Design for the impact load is carried out by using nonlinear dynamic analysis to determine the length of the dimple. Topology optimization is carried out to determine a new configuration of the spring. The fretting wear is reduced by shape optimization using the homology theory. The deformation of a structure is called homologous if a given geometrical relationship holds before, during, and after the deformation. In the design to reduce the fretting wear, the deformed shape of the spring should be the same as that of the fuel rod. This condition is transformed to a function and considered as a constraint in the shape optimization process. The fretting wear is expected to be reduced due to the homology constraint. The objective function is minimizing the maximum stress to allow a slight plastic deformation. Shape optimization results are confirmed through nonlinear static analysis.

3차원 유한요소 모형를 이용한 줄눈 콘크리트포장 하중전달의 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Load Trunsfer of Jointed Concrete Pavements Using 3-D Finite Element Model)

  • 썬런쥬안;임진선;정진훈
    • 한국도로학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.145-157
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    • 2008
  • 하중전달효율은 다웰이 설치되었거나 설치되지 않은 콘크리트포장 줄눈의 구조적 성능을 나타내기 위해 사용된다. ABAQUS 소프트웨어를 사용한 줄눈 콘크리트장의 3차원 모형이 본 연구를 통하여 구축되었다. 기층과 노상이 접착되어 구성된 하부층 위에 3개의 슬래브가 놓였으며, 스프링 요소를 사용하여 인접한 슬래브를 줄눈에서 연결하였다. 콘크리트포장의 다양한 줄눈강성을 모사하기 위하여 다양한 값의 스프링 상수를 입력값으로 사용하여 그 관계를 조사하였으며, 스프링 상수가 커질수록 줄눈의 하중전달효율이 증가하는 것으로 나타났다. 슬래브와 기증의 다양한 탄성계수와 두께를 사용하여 슬래브의 거동과 하중전달효율에 미치는 재료물성과 기하학적 형상의 영향을 분석하였다. 그 결과 노상의 탄성계수는 기층의 탄성계수와 슬래브 및 기층의 두께보다 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 양 또는 영의 온도구배에서보다는 음의 온도구배에서 슬래브의 거동과 하중 전단효율이 더 민감 하게 변화하였으며, 낮은 강성의 줄눈은 슬래브의 온도구배에 더 민감한 것으로 나타났다.

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콘크리트궤도 슬래브의 다웰 연결부 파괴 거동 (Fracture Behavior of Dowel Joint of Concrete Slab Track)

  • 권구성;장승엽;정원석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.2125-2133
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    • 2013
  • 최근 콘크리트궤도 공법이 증가함에 따라 인접한 슬래브를 연결하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 슬래브의 연결부는 효과적인 하중전달, 변형 연속화, 응력 분산을 위해서 다웰 시스템이 다수 적용된다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브 다웰연결부를 효율적으로 이상화할 수 있는 연결부의 집중 전단스프링 (Lumped shear spring) 모델을 제안한다. 전단 스프링 모델의 강성은 다웰바의 강성과 유격을 고려하였으며, 강도는 연결부의 전단파괴에 근거한 Concrete Capacity Design(CCD) 방법에 의해 산정되었다. 해석모델의 타당성을 검증하기 위하여 다웰로 연결된 슬래브 실험체를 제작하고 재하실험을 수행하였다. 제안된 해석모델은 다웰과 콘크리트 간의 유격으로 인한 초기 비선형성 및 콘크리트 재료 비선형성을 합리적으로 반영하고 있는 것으로 분석되었다. 따라서 향후 슬래브 다웰 조인트로 연결된 콘크리트궤도의 파괴 시까지의 비선형 거동을 합리적으로 예측함으로써 철도 궤도의 설계 시 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

스프링요소를 이용한 풍력발전기용 슬루잉 베어링의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Slewing Bearings for Wind Turbines Using Spring Elements)

  • 한기봉;강종훈
    • 한국융합학회논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.239-247
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    • 2020
  • 본 연구는 풍력발전기용 베어링의 응력저감을 위한 설계와 검증에 관한 것이다. 일반적인 4점 접촉 볼베어링의 구조를 가지고 있는 슬루잉 베어링은 큰 모멘트 하중이 작용하면 접촉점이 레이스웨이 끝단부로 이동하여 국부적인 응력상승 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 접점 이동을 줄이기 위한 베어링을 설계하였다. 전통적인 볼베어링과 새로인 설계된 베어링의 극한하중 하에서의 변형거동을 볼을 스프링요소로 치환하여 유한요소해석을 통하여 계산하였다. 볼과 레이스웨이의 접촉응력은 변형거동 해석결과를 경계조건으로 입력하여 유한요소해석으로 계산하였다. 베어링 구조에 따른 접촉부 응력 비교를 통하여 베어링의 응력해석 방법의 효용성을 검증하였다.

광섬유 융착 부위 중접용 미소 직경 복합재료 스프링 구조물 개발 (A Development of Small-diameter Composite Helical Spring Structure for Reinforcement of Fiber Splice)

  • 윤영기;정승환;이우일;이병호;윤희석
    • Composites Research
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    • 제16권2호
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    • pp.26-32
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    • 2003
  • 레이저 융착된 광섬유의 절단 부위에 대한 보호를 위한 관심이 크게 높아지고 있다 일반적으로 절단된 광섬유의 융착부분은 다른 부위에 비해 상대적으로 매우 취약하며 이러한 이유로 광섬유를 광 통신망에 사용할 때 동일 부분에서의 손실이 추가적으로 일어날 수 있다 일반적으로 광섬유 융착 부위는 일반 광섬유의 파괴 강도에 비해 약 1/10인 0.4~l kg로 감소된다. 이러한 이유로 인해 광 융착 부위의 보강이 절실히 요구되고 있다. 그러나, 이러한 구조물의 대부분이 철심 형태의 구조물을 삽입한 슬리브로 보강됨에 따라 굽힘에 대해 효과적으로 대응하지 못할 뿐 아니라 일단 구조물이 굽혀졌을 경우에는 지속적인 광 손실을 발생시키는 요인이 된다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 복합재료로 제작된 코일형 스프링 구조물 형태의 슬리브가 제안되었다. 이러한 슬리브는 기존의 슬리브의 취약점이었던 직하중에 대해 서로 효과적으로 반응할 뿐 아니라 굽힘 및 인장/압축 하중에도 효과가 있음을 알 수 있었다.