The turbo pump of a liquid rocket engine is composed of three main parts: the oxidizer pump, fuel pump, and turbine. Liquid oxygen ($LO_X$) is the working fluid in the cryogenic environment in the oxidizer pump, but tests are usually performed using liquid nitrogen ($LN_2$), which has a boiling point similar to that of $LO_X$ but is comparatively safer and easier to use for the test. In this study, a bearing test rig is developed and its performance is evaluated using a cryogenic ball bearing with $LN_2$ as the working fluid. Verifying the performance of the bearing test rig is crucial for ensuring correct working of the turbo pump unit in the liquid rocket engine. A stable test rig for the bearing in a cryogenic environment makes the bearing technology enhance its reliability. The test results show that the system operates stably and the requirement of performance time of 500 s is met. The test results of temperature, motor speed, and torque are discussed. The developed cryogenic bearing test rig is expected to help in widening knowledge and expanding research on ball bearings in the future.
로터 블레이드는 허브를 통해 전달된 토크와 조종장치를 이용한 피치각 제어를 통해 헬리콥터 비행에 필요한 양력, 추력 및 기동력을 발생시킬 수 있는 핵심 구성품이며, 구조적인 안전성과 함께 공진의 위험성이 없도록 진동 특성을 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 다목적 무인 헬리콥터(Multi-Purpose Utility Helicopter)에 적용하기 위한 주로터 블레이드의 구조 설계를 수행하였으며, 제작된 블레이드의 단면 강성 측정 시험을 수행하였다. 이후 측정된 강성 분포를 반영하여 로터 시스템의 진동특성에 대한 평가를 수행하였다. 로터 블레이드 내부는 스킨, 스파 및 토션박스로 구성되며, 탄소 및 유리 섬유 복합소재를 적용하였다. 블레이드 단면 강성 예측을 위해 Ksec2D 프로그램을 활용하였으며, 실험을 통해 측정된 값과 비교한 결과를 제시하였다. 로터 시스템의 회전으로 인한 고유진동수 변화 및 공진 위험 여부를 확인하기 위해 회전익 항공기의 통합 해석 프로그램인 CAMRADII를 활용하였다.
Kim Yang-Soo;Kim Chang-Whe;Jang Kyung-Soo;Lim Young-Jun
대한치과보철학회지
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제43권6호
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pp.727-735
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2005
Statement of problem. Platform switching in implant prosthesis has been used for esthetic and biological purpose. But there are few reports for this concept. Purpose. The purpose of this study is evaluation of platform switching in wide implant by three dimensional finite element analysis. Materials and Methods. The single implant and prosthesis was modeled in accordance with the geometric designs for Osstem implant system. Three-dimensional finite element models were developed for (1) a wide diameter 3i type titanium implant 5 mm in diameter, 13 mm in length with wide cemented abutment, titanium alloy abutment screw, and prosthesis (2) a wide diameter 3i type titanium implant 5 mm in diameter, 13 mm in length with regular cemented abutment, titanium alloy abutment screw and prosthesis(platform switching) was made for finite element analysis. The abutment screws were subjected to a tightening torque of 30 Ncm. The amount of preload was hypothesized to 650N, and round and flat type prostheses were loaded to 200 N. Four loading offset point (0, 2, 4, 6 mm from the center of the implants) were evaluated. Models were processed by the software programs HyperMesh and ANSA. The PAM-CRASH 2G simulation software was used for analysis of stress. The PAM-VIEW and HyperView were used for post processing. Results. The results from experiment were as follows; 1. von Mises stress value is increased in order of bone, abutment, implant and abutment screw. 2. von Mises stress of abutment screw is lower when platform switching. 3. von Mises stress of implant is lower when platform switching until loading offset 4 mm. 4. von Mises stress of abutment is similar between each other. 5. von Mises stress of bone is slightly higher when platform switching. Conclusion. The von Mises stress pattern of implant components is favor when platform switch ing but slightly higher in bone stress distribution than use of wide abutment. The research about stress distribution is essential for investigation of the cortical bone loss.
In this research, a vision system for detecting tool breakage which is hardly detected by such indirect in-process measurement method as acoustic emission, cutting torque and motor current was developed and embedded into a PC-NC system. The vision system consists of CMOS image sensors, a slit beam laser generator and an image grabber board. Slit beam laser was emitted on the tool surface to separate the tool geometry well from the various obstacles surrounding the tool. An image of tool is captured through two steps of signal processing, that is, median filtering and thresholding and then the tool is estimated normal or broken by use of change of the centroid of the captured image. An air curtain made by the jetting high-pressure air in front of the lens was devised to prevent the vision system from being contaminated by scattered coolant, cutting chips in cutting process. To embed the vision system to a Siemens PC-NC controller 840D NC, an HMI(Human Machine Interface) program was developed under the Windows 95 operating system of MMC103. The developed HMI is placed in a sub window of the main window of 840D and this program can be activated or deactivated either by a soft key on the operating panel or M codes in the NC part program. As the tool breakage is detected, the HMI program emit a command for automatic tool change or send alarm to the NC kernel. Evaluation test in a high speed tapping center showed the developed system was successful in detection of the small-radius tool breakage.
We present a study on the development of a practical and quantitative technique for the assessment of the structural health condition with using piezoceramic(PZT) sensors. The electro-impedance-based technique with the PZT patches is very sensitive for evaluation of the incipient and small damage in a high frequency range, and however the commonly traditional modal analysis method is effective only for considerably larger damages in low frequency range. The paper presents the technique in detecting and characterizing real-time damage on the specimen that is an aluminum plate fastened with bolts and nuts by different torques and as well a plate with a crack. By using the special arrangement of the PZT sensors, the required longitudinal wave is generated through the specimen. A large number of experiments are conducted and the different conditions of the specimens, i.e. the location and extent of loosening bolts, and the plate with a crack are simulated. respectively. Since fixing and loosening the loosened bolt is controlled by a torque wrench, we can control exactly the experiment of the different torques. Compared with the simulated healthy condition, we can find whether or not there is a damage in the specimen with using an impedance analyzer with the PZT sensors. Several indices are discussed and used for assessing the different simulated damages. As for the location of bolt loosening, the RMSD is found to be the most appropriate index for numerical assessment and as well the RMSD shows strongly linear relationship for assessing the extent of the bolt loosening, and the frequency peak shift ${\Delta}F$ is used to assess the cracked plate. The possibility of repeatability of the pristine condition signatures is also presented and the appropriate frequency range and interval are uniquely selected through large numbers of experiments.
본 논문에서는 애니메이션 속도에 무관한 충돌 탐지 알고리즘을 제안한다. 현재까지 개발된 대부분의 충들 탐지 알고리즘들은 점진적(incremental) 알고리즘들로서, 현 시점에서의 가까운 점(근점)을 찾기 위하여 이전 시점의 근점 주위를 먼저 찾는다. 그런데 만일 움직이는 물체가 충돌 반응에 의해서 큰 토크를 받게 된다면 회전 속도가 증가하게 되어, 다음 시점에서의 실제 근점은 현 시점에서의 근점과는 매우 동떨어져 있어 엉뚱한 위치에서 근점을 찾게 되는 단점을 가진다. 그러므로, 최악의 경우에는 각 시점에서 $O(n^2)$, 시간이 소요될 수 있다. 또한 애니메이션 속도에 따라 이러한 점진적 계산 회수가 변하게 되어 전체적인 알고리즘의 소요 시간이 변하게 되는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 근본적으로 해결하고자 새로운 방법을 제안하고자 한다. 먼저, 기하학 특성을 내포하는 구면 근점 다이아그램을 생성하고, 이를 이용하여 두 물체간의 단일 거리 함수를 생성한다. 충돌 시점을 효율적으로 찾기 위해서 구간 뉴튼 방법을 거리함수에 적용한다.
The multi-driver off-road vehicle drive-line consists of many components, with close connections among them. In order to design and analyze the drive-line efficiently, a modular methodology should be taken. The aim of a modular approach to the modeling of complex systems is to support behavior analysis and simulation in an iterative and thus complex engineering process, by using encapsulated submodels of components and of their interfaces. Multi-driver off-road vehicles are comparatively complicated. The driving-line is an important core part to the vehicle, it has a significant contribution to the performance. Multi-driver off-road vehicles have complex driving-lines, so performance is heavily dependent on the driving-line. A typical off-road vehicle's driving-line system consists of a torque converter, transmission, transfer case and driving-axles, which transfers the power generated by the engine and distributes it effectively to the driving wheels according to the road condition. According to its main function, this paper proposes a modularized approach for design and evaluation of the vehicle's driving-line. It can be used to effectively estimate the performance of the driving-line during the concept design stage. Through an appropriate analysis and assessment method, an optimal design can be reached. This method has been applied to practical vehicle design, it can improve the design efficiency and is convenient to assess and validate the performance of a vehicle, especially of multi-driver off-road vehicles.
저층 장스팬 철골프레임에는 강재절감을 위해 휨모멘트 저항에 극대화한 판폭 두께비가 큰 변단면 부재를 사용하고 있다. 게다가, 밀착조임 볼트접합은 고장력 볼트조임에 비하여 공사비 절감과 시공용이성의 장점을 지니고 있다. 한편, 밀착조임 엔드플레이트 접합사용에 다수 장점을 가지고 있음에도 불구하고 구조적 거동 및 해석상의 복잡함이 존재한다. 이에 본 연구에서는 밀착조임 엔드플레이트 접합형 변단면 부재에 대한 실대형 실험을 행하였다. 변수로는 체결 토크치, 재하패턴, 볼트종류, 접합부 파괴형이다. Silva et al.과 AISC(2003)에서 제시한 강성 및 내력식을 이용한 예측결과를 실험결과와 비교하였다.
비정렬 격자계에서 continuous adjoint 방정식을 사용하여 제자리 비행을 하는 헬리콥터 로터 블레이드에 대한 공력 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 효율적인 민감도 계산을 위해 회전좌표계에서 continuous adjoint 민감도 해석 기법을 유도하였다. 설계과정의 반복적인 수치계산의 효율을 높이기 위해서 영역 분할 기법에 기반을 둔 병렬처리 기법을 도입하였다. 끝단 와류의 정확한 포착을 위해서 끝단와류를 따른 격자적응을 수행하였다. 이러한 방법은 Caradonna와 Tung의 실험형상 및 UH60 헬리콥터 로터 블레이드의 공력 최적설계에 적용되었으며, 본 연구에서 사용된 최적설계 기법을 이용하면 일정한 추력을 유지하면서 요구동력을 현저하게 줄일 수 있음을 보였다.
달 탐사시 탐사 로버는 반드시 필요하며, 특히 월면토와 로버 휠의 상호작용에 의한 로버 휠의 성능은 로버의 최적 형상을 결정하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 한국형 인공 월면토(KLS-1)에서 달 탐사 로버 휠의 거동 성능을 평가하기 위하여 단일 휠 성능평가 실험장비를 개발하였고, 이를 이용하여 그라우져 유무에 따른 휠 성능 평가 실험을 수행하였다. 휠 성능은 슬립율에 따른 견인력, 토크, 침하 등으로 평가하였으며, 실험 결과 개발된 단일 휠 성능평가 실험장비는 휠 성능을 적절히 평가하는 것으로 나타났으며, 한국형 인공 월면토에서 그라우져가 있는 휠이 그라우져가 없는 휠에 비해 높은 견인 성능을 보여주었다. 향후 본 실험은 한국형 로버의 최적 휠 결정을 위해 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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