• Title/Summary/Keyword: geometric design

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초정밀작업을 위한 6자유도 마이크로 스테이지의 개발 (Development of a 6 degrees-of-freedom micro stage for ultra precision positioning)

  • 김경찬;김수현;곽윤근
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권2호
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    • pp.372-379
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    • 1998
  • A new 6 degrees-of-freedom micro stage, based on parallel mechanisms and actuated by using piezoelectric elements, has been developed for the application of micro positioning such as semiconductor manufacturing devices, high precision optical measurement systems, and high accurate machining. The micro stage structure consists of a base platform and an upper platform(stage). The base platform can effectively generates planar motion with yaw motion, while the stage can do vertical motion with roll and pitch motions with respect to the base platform. This separated structure has an advantage of less interference among actuators. The forward and inverse kinematics of the micro stage are discussed. Also, through linearization of kinematic equations about an operating point on the assumption that the configuration of the micro stage remains essentially constant throughout a workspace is performed. To maximize the workspace of the stage relative to fixed frame, an optimal design procedure of geometric parameter is shown. Hardware description and a prototype are presented. The prototype is about 150mm in height and its base platform is approximately 94mm in diameter. The workspace of the prototype is obtained by computer simulation. Kinematic calibration procedure of the micro stage and its results are presented.

튜브 지지판 재배치에 따른 유체유발진동 특성 해석 (FIV Characteristics of U-Tubes Due to Relocation of the Tube Supprot Plates)

  • 김형진;유기완;박치용
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.312-317
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    • 2005
  • Fluid-elastic instability and turbulence excitation for an under developing steam generator are investigated numerically. The stability ratio and the amplitude of turbulence excitation are obtained by using the PIAT (Program for Integrity Assessment of Steam Generator Tube) code from the information on the thermal-hydraulic data of the steam generator. The aspect ratio, the ratio between the height of U-tube from the upper most tube support plate (h) and the width of two vertical portion of U-tube (w), is defined for geometric parameter study. Several aspect ratios with relocation of tube support plates are adopted to study the effects on the mode shapes and characteristics of flow-induced vibration. When the aspect ratio exceeds value of 1, most of the mode shapes at low frequency are generated at the top of U-tube. It makes very high value of the stability ratio and the amplitude of turbulent excitation as well. We can consider that the local mode shape at the upper side of U-tube will develop the wear phenomena between the tube and the anti-vibration bars such as vertical, horizontal, and diagonal strips. It turns out that the aspect ratio reveals very important parameter for the design stage of the steam generator. The appropriate value of the aspect ratio should be specified and applied.

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강합성 플레이트거더교의 가로보 배치에 관한 연구 (A Study on the Disposition of Cross Beams in Composite Plate Girder Bridge)

  • 박용명;백승용;황민오
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.691-699
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    • 2002
  • 본 논문에서는 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 I-형 거더를 가로보만으로 연결한 다주형 강합성 플레이트거더교 형식에서 가로보의 적정 배치 간격 및 소요 휨강성의 산정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지간 40m의 단순교와 40+50+40m의 2차로 4주형 연속교를 예제교량으로 시산 설계하였다. 본 교량에 대해 중간가로보의 배치 간격과 휨강성를 매개변수로 하여 합성전 후 고정하중, 활하중 및 지진하중을 포함하는 설계하중에 대한 응력 해석을 수행한 후 강재 주형 및 라로보의 격자구조에 대해 합성전 고정하중을 고려한 재료-기하비선형해석으로부터 횡비틀림 좌굴강도를 평가하였다. 이상의 두 가지 국면 해석 결과를 토대로 단부 및 중간가로보의 적정 배치 간격과 소요 휨강성을 제안하였다.

HMI 기능 시뮬레이션 기반 개인용 휴대전자제품의 가상시작 (Virtual Prototyping of Portable Consumer Electronic Products Based on HMI Functional Simulation)

  • 박형준;배채열;문희철;이관행
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회/대한산업공학회 2005년도 춘계공동학술대회 발표논문
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    • pp.854-861
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    • 2005
  • The functional behavior of a portable consumer electronic (PCE) product is nearly all expressed with human-machine interaction (HMI) tasks. Although physical prototyping and computer aided design (CAD) software can show the appearance of the product, they cannot properly reflect its functional behavior. In this paper, we propose a virtual prototyping (VP) system that incorporates virtual reality and HMI functional simulation in order to enables users to capture not only the realistic look of a PCE product but also its functional behavior. We obtain geometric part models of the product and their assembly and kinematics information with the help of CAD and reverse engineering tools, and visualize them with various display tools. We adopt state transition methodology to capture the HMI functional behavior of the product into a state transition chart, which is later used to construct a finite state machine (FSM) for the functional simulation of the product. The FSM plays an important role to control the transition between states of the product. The proposed VP system receives input events such as mouse clicks on buttons and switches of the virtual prototype model, and it reacts to the events based on the FSM by activating associated activities. The VP system provides the realistic visualization of the product and the vivid simulation of its functional behavior. It can easily allow users to perform functional evaluation and usability testing. Moreover, it can greatly reduce communication errors occurring in a typical product development process. A case study about VP of an MP3 player is given to show the usefulness of the proposed VP system.

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유리도광체를 이용한 평판조명용 광확산패턴의 최적설계 연구 (Study of Optimal Light Scattering Pattern Design for Flat Lighting Device using Glass Light Guide)

  • 한정민;김원배
    • 전기학회논문지P
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    • 제66권4호
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    • pp.242-246
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    • 2017
  • In this study, it was investigated about optical simulation in high brightness and high uniformity general lighting using glass light guide plate. And we adopt edge-light emission type light plate. Edge-light type lighting has been used LCD application, especially note PC or smart phone backlight unit. Because it had the good properties such as slim shape and light weight. We thought this type was suitable for general lighting application such as wall attached type or ceiling mount type. But many of edge-light type lighting had problems. It called slanted output light rays. That was main key parameter how could control the direction of output light rays. We investigated the solution of this problems, using ray tracing method, we recognized the major fact of the solution relied on the geometric structure of diffusing dot shape. We set the conditions of aspect ratio in diffusing dot shape such as 0.5 to 1. And, at first, we designed diffusing dots shape based on the results of optical simulation and made specimen. as above condition, and acquired good result in confirming dots shape such as the value of the output rays's peak angle was around 75 degrees. And good light distribution characteristics were measured by slated spectro-radiometer. It was shown that the effective ways of designing light distribution characteristics using optical simulation such as ray tracing linear method for making general lighting using glass light guide plate.

정적 및 동적안전성이 우수한 SUPER concrete 100MPa 활용 부잔교 개발 (Development of static and dynamic stability utilizing superior SUPER concrete 100MPa pontoon)

  • 임형주;윤식재;이상희
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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    • pp.135-136
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    • 2016
  • 초고강 콘크리트를 활용한 부잔교는 강재부잔교에 비해 부식의 염려가 없어 내구성과 동적안전성이 우수하고, 일반 콘크리트에 비해 경량구조물로 건현확보가 유리하다. 현재 국내 연구개발 결과 SUPER concrete는 100MPa까지는 강섬유의 배합없이 일반골재만으로 배합이 가능하여 고부식성 환경의 항만구조물의 내구성에 적합한 강도이다. 부잔교는 상부슬래브에 작용하는 차량(DB-18) 또는 군집하중(5kN/m2)과, 외부 벽체 및 하부슬래브에 작용하는 파력의 수평과 양력성분을 견디도록 하여야 한다. 설계 파랑은 인천 연평도지역을 대상으로 50년 빈도 유의파와 주기에 해당하는 파력을 산정하여 X,Y축 위치에 따라 수평 및 양력성분을 재하하였다. 전체계 해석시 부잔교는 연직방향 경계조건이 없는 상태에서 부력 산정이 가능하도록 기하비선형 및 시간이력해석기법을 응용하였다(Strand 7). 부잔교 슬래브에 대해서는 실물모형실험을 통해 DB-18하중 재하에 따른 안전성을 확인하였다.

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실험을 통한 시공 중 강사장교의 극한거동 연구 (Experimental Study for Ultimate Behavior of Steel Cable Stayed Bridge Under Construction)

  • 이기세;김승준;최준호;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.683-692
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    • 2012
  • 사장교의 거더에는 케이블의 수평방향 분력에 의하여 휨모멘트 외에 부가적인 압축력이 가해지게 된다. 세장하게 설계되는 거더는 이러한 압축력에 의해 강성이 저하될 수 있으며, FCM으로 가설되는 사장교의 경우 이러한 문제는 완성계보다 시공중 모델에 대하여 고려되어야 할 필요가 있다. 현행 설계기준에서는 사장교 거더의 안정성 평가를 위하여 선형탄성고유치 해석법을 제안하고 있다. 그러나 이러한 방법으로는 비선형성 거동을 하는 사장교의 구조적 특성을 반영할 수 없을 뿐 아니라, 완성계 상태를 기준으로 하는 해석 방법은 시공중 모델에 대한 적용이 어렵다 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 FCM으로 가설되는 2주탑 3경간 강사장교에 있어, 케이블 거치 형식과 거더의 강성에 따라 총 3개의 모델을 제작하고 실험적, 해석적으로 시공중 사장교의 거동 특성을 분석하였다.

풍력발전 타워용 종방향 보강 원형단면 강재 쉘의 극한압축강도 (Ultimate Axial Strength of Longitudinally Stiffened Cylindrical Steel Shell for Wind Turbine Tower)

  • 안준태;신동구
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.123-134
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    • 2017
  • 풍력발전 타워용 종방향 보강 원형단면 강재 쉘에 대하여 재료 및 기하학적 비선형 유한요소법(GMNIA)으로 극한압축강도 해석을 수행하였다. 보강 쉘의 반경 대 두께비, 초기변형 형상 및 진폭, 종방향보강재의 면적 및 간격 등의 주요 설계 파라미터가 압축력을 받는 보강 쉘의 극한강도에 미치는 영향을 분석하였으며, DNV 설계기준에 의한 설계좌굴강도와 유한요소해석으로 구한 극한압축강도를 비교하였다. 기하학적 초기결함의 형상은 선형 좌굴해석으로부터 구한 좌굴모드 및 제작 과정에서 용접으로 발생하는 딤플 변형을 고려하였다. 해석 대상 보강 쉘의 반경 대 두께비는 50~200이며, 종방향보강재는 횡비틀림좌굴과 국부좌굴이 발생하지 않도록 DNV 설계기준에 따라 두께와 돌출폭을 결정하였다.

재진입 비행체의 A/L 단계 공력특성과 기준궤적 설계 (Aerodynamic Characteristic and Reference Trajectory Design of A/L Phase for the Re-Entry Vehicle)

  • 양장식;백조하;민찬오;김종훈;이대우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.753-760
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    • 2008
  • 본 연구는 재진입 비행체인 Hope-X의 공력특성과 A/L 단계에 있어서 기준궤적 생성에 관한 것으로서 A/L 단계의 궤적생성을 위해서는 우선적으로 Hope-X의 양력계수와 항력계수가 필요하다. 이를 위해서 상용 유동해석 코드인 Fluent를 사용하여 Hope-X의 유동특성을 해석하였다. A/L 단계는 기준 궤적은 개념적으로 3개의 세부단계 : 기체 안정성을 위한 Steepglide Slope 단계, 안전한 착륙을 위한 Flare Maneuver 단계, 이 두 단계를 자연스럽게 연결시키는 Circular Flare단계로 이루어진다. 기준 궤적은 공력계수와 기체의 운동 특성을 고려하여 기하학적 경로식에 의한 각 단계의 경로각을 결정하는 방법을 통하여 생성된다.

이중 연소 램제트 엔진에서 연소기 형상에 따른 초음속 난류 부상 화염의 안정성 연구 (Effects of Combustor Configuration on the Stability of Supersonic Turbulent Lifted Flame in a DCR Engine)

  • 최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.595-598
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    • 2011
  • 이중 연소 램제트(DCR) 엔진의 주 연소기에서 초음속 연소 현상을 수치해석을 동하여 연구하였다. 초음속 연소 유동은 유동의 압축성 효과에 연소 안정성이 크게 영향 받으므로, 일정 단면적 부분의 길이 및 확산 각에 대한 영향을 살펴보았다. 동일한 입구 조건에서의 해석의 결과 이중 연소 램제트 엔진 연소기의 연소 유동은 기본적으로 난류 부상 화염의 특징을 가짐을 알 수 있었으며, 부상 화염의 높이는 초음속 확산각이 작고 일정 단면적 부분이 긴 경우, 분사기 가까이 유지되만, 확산각의 변화에 심하게 영향 받아 작은 변화에도 부상화염의 높이가 크게 증가하거나 연소기 밖으로 blow-out 되므로, DCR 연소기의 설계에는 화염의 안정성이 충분히 고려되어야 함을 알 수 있었다.

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