• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.9-17
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• 2019

가스터빈 압축기의 가변정익은 다수의 정익을 동시에 회전시킬 수 있도록 하는 가변정익 링크메커니즘과 이를 동작시키는 구동시스템으로 구성된다. 본 연구에서는 총 3단으로 구성된 가변정익을 2개의 유압구동기로 작동시킬 수 있는 가변정익 구동시스템을 개발하였다. 가변정익의 공력하중과 링크메커니즘 기구분석을 통해 구동기의 요구 성능을 도출하고, 파워팩을 포함한 유압구동시스템을 개발하였다. 부하 시험장치를 이용하여 개발한 구동기의 성능을 평가하였으며, 최적의 제어 이득과 동기제어로직을 적용하여 항공용 가스터빈 시험을 위한 가변정익 구동시스템을 개발 완료하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.567-573
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• 2017

자동차 부품 중 드라이브 샤프트는 엔진에서 발생하는 토크를 바퀴에 전달하는 동력 전달장치의 핵심 부품이다. 엔진에서 입력되는 비틀림 하중과 주행 중 발생하는 실동하중에 의한 부품의 파손을 방지하기 위해, 고주파 열처리로 강도 및 피로수명이 개선되고 있다. 본 연구에서는 고주파 열처리에 따른 드라이브 샤프트의 피로수명을 정량적으로 평가할 수 있는 피로수명 평가기법을 구축하였다. 드라이브 샤프트의 소재인 SAE10B38M2 강재로 모재 및 경화깊이가 서로 다른 고주파 열처리 시편 두 종을 제작하여 비틀림 하중 하에서의 전단 변형률 제어 피로시험을 진행하였고, 변형률-수명 피로수명 평가에 필요한 피로 물성값을 구하였다. 얻어진 피로 물성값을 이용하여 드라이브 샤프트의 변형률 기반 피로해석을 진행하였으며, 얻어진 피로수명 결과를 시제품 피로시험 결과와 비교하여 해석기법의 타당성을 검증하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권3호
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• pp.95-100
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• 2016

As an alternative fuel, biodiesel has excellent lubricating property. Previously, our research group reported that the properties of biodiesels depended on their composed molecular structure. In this study, we investigate lubricity and the mechanism of lubricity improvement of synthesized biodiesel molecules. We synthesize four types of biodiesel components from fatty acid via fisher esterification and soybean biodiesel from soybean oil via transesterification in high yield (92-96%). We analyze the lubricity of the five 5 types of biodiesel using HFRR (high frequency reciprocating rig). We estimate that the mechanism of lubricity is relevant to the molecular structure and structure conversion of biodiesel. The test results indicate that the longer the length of molecules and the higher the content of olefin, the better the lubricity of the biodiesel molecules. However, the wear scar size of the first test samples’ do not show a regular pattern with the wear scar size of the second test samples’. Moreover, we investigated the structure conversion of the biodiesels by using GC-MS for the recovered biodiesel samples from the HFRR test. However, we do not detect structure conversion. Thus, we conclude that the lubricity of biodiesel depends on how effectively solid adsorption and boundary lubrication occurs based on the size of the molecule and the content of olefin in the molecule. In addition, HFRR test condition in not sufficient for Diels-Alder cyclization of biodiesel components.

• Safety and Health at Work
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• 제10권3호
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• pp.275-304
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• 2019

Background: Air-purifying, tight-fitting facepieces are examples of respiratory protective equipment and are worn to protect workers from potentially harmful particulate and vapors. Research shows that the presence of facial hair on users' face significantly reduces the efficacy of these devices. This article sets out to establish if an acceptable seal could be achieved between facial hair and the facepiece. The team also created and investigated a low-cost "pressure testing" method for assessing the efficacy of a seal to be used during the early design process for a facepiece designed to overcome the facial hair issue. Methods: Nine new designs for face mask seals were prototyped as flat samples. A researcher developed a test rig, and a test protocol was used to evaluate the efficacy of the new seal designs against facial hair. Six of the seal designs were also tested using a version of the conventional fit test. The results were compared with those of the researcher-developed test to look for a correlation between the two test methods. Results: None of the seals performed any better against facial hair than a typical, commercially available facepiece. The pressure testing method devised by the researchers performed well but was not as robust as the fit factor testing. Conclusion: The results show that sealing against facial hair is extremely problematic unless an excessive force is applied to the facepiece's seal area pushing it against the face. The means of pressure testing devised by the researchers could be seen as a low-cost technique to be used at the early stages of a the design process, before fit testing is viable.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권2호
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• pp.33-40
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• 2022

In this study, we present rotor dynamic analysis and operation test of a turbo expander for a hydrogen liquefaction plant. The turbo expander consists of a turbine and compressor wheel connected to a shaft supported by two hydrostatic radial and thrust bearings. In rotor dynamic analysis, the shaft is modeled as a rigid body, and the equations of motion for the shaft are solved using the unsteady Reynolds equation. Additionally, the operating test of the turbo expander has been performed in the test rig. Pressurized helium is supplied to the bearings at 8.5 bar. Furthermore, we monitor the shaft vibration and flow rate of the helium supplied to the bearings. The rotor dynamic analysis result shows that there are two critical speeds related with the rigid body mode under 40,000 rpm. At the first critical speed of 36,000 rpm, the vibration at the compressor side is maximum, whereas that of the turbine is maximum at the second critical speed of 40,000 rpm. The predicted maximum shaft vibration is 3 ㎛, whereas sub-synchronous vibration is not presented. The operation test results show that there are two critical speeds under the rated speed, and the measured vibration value agrees well with predicted value. The measured flow rate of the helium supplied to the bearing is 2.0 g/s, which also agrees well with the predicted data.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권1호
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• pp.28-37
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• 2024

This paper presents the development of a squeeze film damper (SFD) test rig and experimental identification of the effects of clearance, damper length, journal eccentricity ratio, excitation amplitude, oil supply pressure, and oil flow rate on the damping coefficients of a test SFD with open ends and a central groove. Test data are compared with predictions from a simple model developed for short SFDs with open ends and a central groove. The test results show a significant decrease in the damping coefficient with increasing clearance and a dramatic increase with damper length, which are in good agreement with the simple model predictions. According to the simple model, the damping coefficient is inversely proportional to the cube of the clearance and directly proportional to the cube of the length. An increase in the journal eccentricity ratio results in a dramatic increase in the damping coefficient by as much as 15 times that of the concentric case, particularly at low excitation frequencies. By contrast, the measured damping coefficient remains almost constant with changes in the excitation amplitude and supply pressure, which are not major factors in the damper design. In general, the test data agree well with the simple model predictions, excluding cases that show increases in the SFD length and journal eccentricity, which indicate significant dependency on the excitation frequency.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권2호
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• pp.101-108
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• 2009

압전 구동기를 사용하여 상온 대기 중에서 프레팅 마멸 시험을 수행하기 위한 장치를 개발하였다. 구동기의 특성상 사용이 간편하며, 중력에 의한 가하중 방식을 채택하여 구조를 매우 단순화하였다. 개발된 시험기는 구동 시스템 자체의 마멸로 인한 미끄럼 운동 범위의 오차를 우려할 필요가 없다는 상대적 장점을 가진다. 본 연구에서 사용한 시험편의 경우 약 $600{\mu}m$ 이상 직경의 마멸흔이 생성되는 조건에서의 미끄럼 운동 범위의 평균 값 및 진폭의 변동은 각각 $3.3{\mu}m$ 과 $2.3{\mu}m$ 이내인 것으로 측정되었으며, 마멸흔의 크기에 비추어 볼 때 이는 만족할 만한 운동 정밀도라 판단된다. 제작된 시험기를 사용하여 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸 시험을 수행하였다. 수직 하중 10N 및 15N 에서 $10^6$ 사이클 동안 미끄럼 진폭을 최대 $82.7{\mu}m$까지 변화시킨 시험 결과를 정량화 하였으며, 이로부터 마멸 상수를 구하였다 또한 마멸 자국의 크기와 마멸 부피로부터 마멸 진행 거동이 상이한 세 영역을 구별할 수 있었다. 전자현미경 관찰을 통해 마멸흔을 살펴보았으며, 돌출부, 판상 층, 거친 모재 표면 등과 여기에 생성된 균열 등이 관찰되었다. 이를 통해 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸은 연삭 마멸과 더불어 입자의 분리 및 압착, 소성 변형과 판상 층의 형성, 균열의 생성 및 박리 등의 복합적 과정으로 진행됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.38-43
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• 2004

슬링거 연소기의 연소특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 연료는 고속으로 회전하는 축의 연료노즐을 통하여 연소기내로 분사된다. 회전분무시스템의 분무특성을 파악하기 위하여 PDPA를 이용하여 연료노즐의 회전속도 변화에 따른 분무입자의 크기를 측정하였다. 연구결과 SMD는 회전수가 5,000RPM일 때 약 70$\mu\textrm{m}$ , 10,000RPM일 때 60$\mu\textrm{m}$ , 20,000RPM일 때 40$\mu\textrm{m}$ 이었으며 SMD의 크기가 연료 노즐의 회전수가 증가할수록 작아짐을 알 수 있었다. 연소기 시험리그를 제작하여 한국항공우주연구원의 연소시험설비에서 점화 및 연소시험을 수행하였다. 시험결과 점화성능 및 연소효율은 연료노즐 회전수에 따라 증가하는 경향을 나타내고 있었으며, 연소기출구온도는 매우 균일한 온도분포를 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권1호
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• pp.29-33
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• 1996

핵연료봉의 결함 탐상을 위하여 차동환상형 와전류시험 탐촉자를 설계 및 제작하여, 핵연료봉 시험을 위한 최적 시험 조건을 구하였다. 관통결함, 내부결함, 외부결함을 낸 표준시편에 대하여 와전류시험을 수행함으로써 시험 주파수와 출력 신호의 위상 및 크기에 대한 상관 관계를 구하였다. 이를 토대로 하여 고리원자력 1호기에서 연소한 핵연료봉 G33-N2에 대하여 와전류시험을 수행하여 관통결함 신호를 얻었다. 와전류시험에서 관통결함으로 예측된 위치에서 금속조직시험을 수행하여 얻은 결과는 와전류시험 결과와 잘 일치하였다. 따라서 와전류시험법은 조사핵연료봉의 피복관에 대한 건전성을 평가하는 도구로써 그 신뢰성이 양호함을 실증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권2호
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• pp.177-185
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• 2008

Low-cycle environmental fatigue tests of cast austenitic stainless steel CF8M at the condition of fatigue strain rate 0.04%/sec were conducted at the pressure and temperature, 15MPa, $315^{\circ}C$ of a operating pressurized water reactor (PWR). The used test rig was limited to install an extensometer at the gauge length of the cylindrical fatigue specimen inside a small autoclave. So the magnet type LVDT#s were used to measure the fatigue displacement at the specimen shoulders inside the high temperature and high pressure water autoclave. However, the displacement and strain measured at the specimen shoulders is different from the one at the gauge length for the geometry and the cyclic strain hardening effect. Displacement of the fatigue specimen gauge length calculated by FEM (finite element method) used to modify the measured displacement and fatigue life at the shoulders. A series of low cycle fatigue life tests in air and PWR conditions simulating the cyclic strain hardening effect verified that the FEM modified fatigue life was well agreed with the simulating test results. The process and method developed in this study for the environmental fatigue test inside the small sized autoclave would be so useful to produce reliable environmental fatigue curves of CF8M stainless steel in pressurized water reactors.