• 한국정밀공학회지
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• 제22권5호
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• pp.103-112
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• 2005

This paper presents one-axis high precision scanning system and illustrates the design of modified $X-Y-{\theta}$ stage as a tracker using VCM and commercialized air bearings for it. The scanning system for 100nm resolution is composed of the 3-axis stage and one axis long stroke linear motor stage as a follower. In this study a previous proposed and presented structure of VCM for the fine stage is modified. The tracker has 3 DOF($X-Y-{\theta}$ motions by four VCM actuators which are located on the same plane. So 4 actuating forces are suggested and designed to create least pitch and roll motions. This article will show about the design especially about optimal design. The design focus of this fine stage is to have high acceleration to accomplish high throughput. The optimal design of maximizing acceleration is performed in restrained size. The most sensitive constraint of this optimal design is heat dissipation of coil. There are 5 design variables. Because the relationship between design variables and system parameters are quite complicated, it is very difficult to set design variables manually. Due to it, computer based optimal design procedure using MATLAB is used. Then, this paper also describes the procedures of selecting design variables for the optimal design and a mathematical formulation of the optimization problem. Based on the solution of the optimization problem, the final design of the stage is also presented. The results can be verified by MAXWELL. The designed stage has the acceleration of about 5 $m/s^{2}$ with 40kg total mass including wafer chuck and interferometer mirror. And the temperature of coil is increased $50^{\circ}C$. In addition, the tracker is controlled by high precision controller system with HP interferometer for it and linear scaler for the follower. At that time, the scanning system has high precision resolution about 5nm and scanning resolution about 40nm in 25mm/s constant speed

• 대한치과교정학회지
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• 제25권5호
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• pp.543-555
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• 1995

골격성 부정교합에 대한 악정형 치료시, 바람직한 악정형 효과를 얻기 위해서는 악정형 장치의 역학 현상에 대한 분석이 필요하다. 상악의 저성장에 기인한 골격성 III급 부정교합의 치료를 위한 상악골의 전방견인시 바람직한 견인력 방향과 견인 위치를 알아보기 위해, 성인 두개골을 대상으로 3차원 유한 요소 모델을 제작하여, 제1소구치와 제1대구치에서 각각 교합평면에 평행 또는 $20^{\circ}$ 하방으로 500g의 전방 견인력을 주어 상악골체의 각 부분에서 응력과 변위를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 모든 경우 상악골이 반시계 방향으로 회전하는 양상을 보였다. 2. 견인력 방향에 따른 상악골의 회전은, $20^{\circ}$ 하방으로 견인하는 경우가 평행하게 견인하는 경우보다 더 적었다. 3. 견인 위치에 따른 상악골의 회전은, 평행하게 견인시에는 견인 위치가 제1대구치일 때가, $20^{\circ}$ 하방으로 견인시에는 제1소구치일 때가 더 적었다. 이상의 결과 견인력 작용선이 상악골체의 저항 중심점에 가장 근접하여 반시계 방향으로의 변위가 가장 적게 일어난 제1소구치에서 $20^{\circ}$ 하방으로 견인한 경우가 바람직한 견인력 방향과 견인 위치로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.565-572
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• 2007

본 논문에서는 S60MC-C 선박용 다실린더 엔진의 구조해석을 위한 기구학적인 분석에 대해 서술하였다. 구조해석을 위해 프레임박스에 작용하는 측력과 크랭크 저널베어링에 작용하는 반력이 필요하다. 각각의 동적인 작용력을 구하기 위해, 선박용 엔진 내부의 구동부를 마찰이 없는 평판의 운동으로 가정하고, 단실린더에 대해 동역학적인 평형관계를 이용하여 엔진 구동시의 크랭크 각도별 작용력을 구하였다. 단실린더에서의 하중조건을 바탕으로 특정 시점에서 각각의 실린더에 작용하는 하중을 구하기 위해 크랭크암의 각도의 차이를 이용하였다. 구조해석을 위해 프레임박스의 응력 변화에 큰 영향을 줄 것으로 판단되는 8개의 각도를 선정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.189-195
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• 2002

이 논문은 크로소이드 완화곡선을 갖는 수평 곡선보의 자유진동에 관한 연구이다. 곡선보가 진동할 때 부재의 미소요소에 발생하는 합응력과 관성력에 대한 동적 평형방정식을 이용하여 변화곡률을 갖는 수평 곡선보의 자유진동을 지배하는 무차원 상미분방정식과 단부조건에 대한 무차원 경계조건을 유도하였다. 유도된 미분방정식을 크로소이드 완화 곡선을 갖는 수평 곡선보에 적용하여 회전-회전 및 고정-고정 보의 고유진동수 및 변위와 합응력의 진동형을 산출하였다. 구조해석용 범용프로그램인 ADINA와 본 연구의 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였으며, 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 곡선보의 변수들 사이의 관계를 표 및 그림에 나타내었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.21-27
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• 2013

수동 휠체어의 추진은 추진 동작의 낮은 효율로 인하여 사용자의 상지 관절에 고통과 부상까지 유발할 수 있다. 이에 따라 수동 휠체어 추진 중에 발생하는 상지 관절의 운동역학적 해석이 필요하다. 본 연구에서는 수동 휠체어 추진 중 상지 관절에 작용하는 토크를 구할 수 있는 2차원 역동역학 모델을 개발하였다. 개발한 모델은 시상면에서 상완, 하완, 손에 해당하는 3개의 체절로 상지를 구성하였고 몸통으로부터 3개의 체절을 회전조인트로 연결한 개방연쇄구조를 갖는다. 역동역학 해는 뉴턴-오일러 방법으로 구하였고 요구되는 입력자료는 실험을 통하여 획득하였다. 수동 휠체어 추진에 필요한 상지 거동의 운동학적 자료는 3차원 동작분석 시스템에서 추출하였고 역동역학 모델의 외력에 해당하는 운동역학적 자료는 브레이크식 다이나모미터에서 추출하였다. 역동역학 모델을 이용한 해석을 통하여 수동 휠체어 추진에 따른 상지 관절의 회전각과 관절 토크를 구하였다. 개발된 모델은 상지 관절에 관한 생체역학적 해석 도구이며 적은 노력으로 3차원 역동역학 모델로 확장하는 토대가 된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.81-88
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• 1999

원형 철근콘크리트 기둥의 전단보강철근에 의한 저항강도의 평가를 위하여 전단에 의한 사인장 균열 면을 관통하는 원형 전단보강철근의 횡하중 작용방향의 평균 인장력을 산정하였다 이를 위하여 원형 전단보강철근이 이루는 원의 중심선간 직경, 수직 배근간격 및 기둥축 방향에 대한 사인장 균열면을 고려하였으며, 이들 변수들을 이용하여 원형 전단보강철근의 유효단면적을 계산하는 공식을 제안하였다. 연구결과, 원형 전단보강철근의 유효단면적 계산을 위하여 근 10년 간 사용되어 온 상수 계수가 모든 경우에 일률적으로 사용될 수 없음을 보여주고 있다 즉, 기존에 사용되는 원형전단철근 유효단면적은 기둥의 전단저항강도의 계산에 있어서, 전단철근의 배근간격이 비교적 넓은 비내지진 지역에서는 안전 측의 예측을 하게 되어 구조물의 안전상 큰 문제가 없지만, 배근간격이 촘촘하거나 원통형강관을 사용하게 되는 내진 지역에서는 기둥의 전단저항강도를 실제보다 20% 정도 과하게 예측하여 구조물의 안전에 좋지 않은 결과를 낳을 수도 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.112-119
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• 2021

지진하중으로 인한 배관계통의 파괴모드는 라체트를 동반하는 저주기 피로파괴이며 비선형 거동이 집중되고 파손이 발생하는 요소는 엘보인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 저주기 피로에 의한 SCH 40 3인치 탄소강관엘보의 파괴기준을 정량적으로 표현하기 위하여 한계상태를 누수로 정의하고 면내반복가력실험을 수행하였다. 배관계통에서 지진하중에 취약한 요소인 탄소강관엘보에 대하여 모멘트-변형각의 관계를 이용한 손상지수를 나타내었으며 힘-변위의 관계를 이용하여 산정된 손상지수와 비교-분석하였다. 탄소강관엘보에 대하여 반복되는 외력에 의한 소산에너지에 기반을 둔 손상지수로서 누수가 발생한 한계상태를 정량적으로 표현하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.527-535
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• 2009

This paper describes the control system to suppress the load pendulation using tagline for the floating crane. Dynamic equation of motion of the floating crane and the load is derived using Newton's 2nd law and free body model. The floating crane and the load are assumed that they move in center plane. Each rigid body has 3 DOF (surge, heave, pitch), because it moves in two directions and rotates. Then, this system, which is composed of two rigid bodies, has 6 DOF. The gravitational force, the hydrostatic force, the hydrodynamic force and the tension of the wire rope are considered as external forces, which affect to the floating crane. To suppress the pendulation of the load, the tagline, which connects between the load and the float crane, is applied to the system. The tagline is composed of the spring and the wire rope. Proportional and Derivative control is used as a linear control algorithm. The results of the numerical analysis of the 3,600 ton floating crane show that the tagline system is effective to suppress the load pendulation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.641-652
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• 2007

본 논문에서는 풍하중에 대한 기존 송전철탑의 좌굴 및 구조적 안전성을 평가하기 위해서 축소부분구조 실험을 수행하였다. 원 송전철탑에 작용하는 중력 및 풍하중을 재현하기 위해서 1/2크기의 상사법칙을 적용한 축소모델의 상부에 설치된 삼각형태의 지그를 이용하여 가력하는 방법을 고안하였다. 설계하중에 대한 실험체의 안정성을 평가하기 위해서 예비수치 해석을 수행한 결과, 계산된 주주재의 축력은 허용좌굴하중의 $80{\sim}90%$사이에 분포하고 있음을 확인하였다. 최대허용좌굴 하중의 270%까지 가력한 결과, 주주재의 면외거동을 구속하는데 취약한 절점에서 발생한 국부좌굴로 인하여 송전철탑이 파괴되었다. 하중-변위 곡선, 변위, 부재별 변형률을 검토한 결과, 이러한 국부좌굴의 발생은 동일한 단면내에서도 휨모멘트로 인해 항복응력에 도달하는 시간이 위치별로 다르기 때문에 변형의 불균형에 의해서 발생한 부가적인 편심에 기인한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.1-10
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• 1983

평면내력(平面內力)을 받는 철근(鐵筋)콘크리트슬래브, 판(板) 및 쉘 등(等)의 벽부재(壁部材)의 정확한 변형해석(變形解析)을 위하여 균열의 마찰일팽창거동(摩擦一膨脹擧動), 인장증강효과(引張增剛効果) 및 철근의 연결작용(連結作用)을 고려한 실제적인 해석모델을 수립하였다. 본 연구의 이론(理論)에 입각한 전산(電算)프로그램을 작성(作成)하여 포괄적인 변형해석이 수행되었으며, 새로운 개념의 마찰평형설계(摩擦平衡設計)와 종래(從來)의 무마찰평형설계(無摩擦平衡設計)에 입각한 철근설계에 대하여 각각 균열폭을 계산하여 비교하였다. 마찰설계개념에 의해 철근을 설계했을 경우 종래의 무마찰설계보다 변형량이 상당히 감소됨을 발견하였다. 또한, 철근직경과 균열간격이 균열폭에 미치는 영향을 연구(硏究)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 개발된 해석모델로 철근콘크리트부재(部材)의 좀 더 실제적이고 정확한 변형해석(變形解析)을 할 수 있게 되었다.