• 제목/요약/키워드: mechanical system

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모바일용 저잡음 6축 관성센서 IC의 설계 (Design of a Low Noise 6-Axis Inertial Sensor IC for Mobile Devices)

  • 김창현;정종문
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권2호
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    • pp.397-407
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    • 2015
  • 본 논문에서는 최근 스마트폰이나 웨어러블 디바이스처럼 IoT/M2M 을 위한 여러 종류의 모바일 기기에 사용되는 센서 중에서 각속도를 검출하는데 사용되는 3축 자이로스코프 센서 IC와 가속도를 검출하는데 사용되는 3축 가속도 센서IC를 1 chip으로 하는 6축 관성센서 IC를 설계하였다. 특히 본 논문에는 자이로스코프 센서의 잡음을 분석하고 이를 효과적으로 제거하기 위한 구조를 제안하였다. 자이로스코프 센서는 가속도 센서, 지자기 센서와 더불어 사용자의 동작을 인식하고, 상대적 위치를 추정하기 위한 용도로 사용되는 센서이다. 위치를 추정할 때 사용되는 센서는 아주 작은 잡음이라도 오차로 누적되기 때문에, 정확도를 높이기 위해서 저잡음 IC 설계가 아주 중요한 요소이다. 본 논문에서는 자이로스코프 센서를 모델링하고 MEMS(micro-electro-mechanical system)와 회로에서 발생하는 잡음의 주파수 특성을 분석하여 이를 효과적으로 제거하기 위한 회로 구조를 제안하였으며, 초소형, 저전력 환경에서 사용 가능하면서 잡음 수준이 아주 낮은 3축 자이로스코프 센서와 3축 가속도 센서를 포함하는 6축 1 chip IC를 제작하였다. 제작된 IC는 자이로스코프 센서 잡음의 주요 원인이 되는 quadrature error를 효과적으로 제거하기 위한 회로 구조를 사용하였고, 0.18um CMOS공정을 이용하여 0.01dps/${\sqrt{Hz}}$의 자이로스코프 센서 잡음밀도를 가지는 IC를 제작하였다.

Fe(NO3)3 수용액의 농도와 침지시간에 따른 지르코니아의 색상 및 특성 변화 (The change of color and physical properties of zirconia according to the variation of concentration and dipping time of Fe(NO3)3solution)

  • 서정일;박원욱;고재숙
    • 대한치과기공학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.281-290
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    • 2016
  • Purpose: The increased aesthetic requirements and demands of patients have resulted in the developments of coloring liquid for zirconia. Methods: In this study, zirconia block was dipped into $Fe(NO_3)_3$solution, which showed a color and then concentration of $Fe(NO_3)_3$and zirconia's color and physical properties depending on the dipping time were observed and compared with exclusive coloring solutions. As the result, the following conclusions were obtained. Results: When compared with the specimens that were colored using exclusive solutions, $L^*$ value rose overall depending on the concentration of $Fe(NO_3)_3$and $a^*$ value was red in the form of (+) in all the specimens. Also, $b^*$ value was in the form of (+) at 0.5 to $1{\ss}fl$, but was in the form of (-) at 1.5 to $2{\ss}fl$. The dipping time did not highly influence $L^*$ value, but $a^*$ value and $b^*$ value were directly opposite to the specimens, which were not colored, except the sample that was dipped for only 2 seconds. When compared with exclusive coloring solutions, $Fe(NO_3)_3$had the most similar color at 0.5 to $1{\ss}fl$ and the longer the coloring time, the higher the rate of color change became. In relation to the density change depending on the addition of $Fe(NO_3)_3$, there was the lowest density at $2{\ss}fl$ and the density was increased in the specimens that were not colored. Conclusion: These results show that $Fe(NO_3)_3$solution can be used to make colored zirconia. It is expected that newly made colored zirconia can be used in clinical practice because the colored zirconia not only possesses the mechanical properties that all ceramic core material should have but also was biocompatible to a living cells.

최대교합 및 기능교합시 하악구치부 연장가공의치에 발생하는 응력에 대한 삼차원 유한요소법적 연구 (A STUDY ON THE STRESS DISTRIBUTION OF CANTILEVER BRIDGE UNDER MAXIMUM BITE FORCE AND FUNCTIONAL BITE FORCE USING THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT METHOD)

  • 박창근;이선형;정헌영;양재호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.484-514
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    • 1994
  • Cantilever bridge is widely used by mny clinicians, but its worst mechanical character, so called Class I lever system, makes dentists hesitate to restore the missing tooth with it. Therefore it is important to study stress of the cantilever bridge. In this study, two models of cantilever bridges that restores the missing mandibular second molar with two abutment teeth were constructed. One model was a type of cantilever bridge supported by a normal alveolar bone, the other one was supported by an alveolar bone resorbed to its 1/3 of root length. Maximum bite force(550N) and funtional maximum bite force(300N) were vertically applied to the distal end of the pontic, distal 1/3, and distal half of the pontic. And each force was also applied to centric occlusal contacts as a distributed force. Total 16 loading cases were compared and analyzed with 3-dimensional finite element method. The results were as follows: 1. The stress was concentrated on the joint of the pontic and the retainer, grooves, and distal cervical margin of the posterior retainer. 2. In case of maximum bite force(550N) at the end of the pontic, the risk of fracture at the joint of the pontic and the retainer was high. 3. In case of distributed force in centric occlusion and functional maximum bite force(300N), the stresses were less than the yield strength of the type VI gold for any loading cases. 4. In case of alveolar bone resorption, the occlusal force to the cantilever pontic caused more stress on the root apex and less stress on the alveolar crest region of the distal surface of the posterior abutment. 5. In case of alveolar bone resorption, the displacement was larger than that of normal alveolar bone in all loading cases.

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SnO/Sn 혼합 타겟으로 스퍼터 증착된 SnO 박막의 열처리 효과 (Study of the effect of vacuum annealing on sputtered SnxOy thin films by SnO/Sn composite target)

  • 김철;조승범;김성동;김사라은경
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.43-48
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    • 2017
  • SnO:Sn(80:20 mol%) 혼합 타겟을 이용한 RF 반응성 스퍼터링으로 투명하고 전도성이 있는 $Sn_xO_y$ 박막을 증착하였다. 혼합 타겟은 화학적으로 안정한 조성과 높은 투과도를 주는 세라믹 타겟과 Sn과 산소의 반응성 증착으로 박막내 구조적 결함 조절이 용이한 금속 타겟의 장점을 고루 택하고 있다. 산소 분압 0%~12% 구간에서 박막을 증착하였으며, 증착 후 $300^{\circ}C$에서 1시간 동안 진공 열처리를 진행하였다. Sn 함량이 많은 $P_{O2}=0%$의 경우를 제외하고 모든 시편들은 열 처리 전후에 80~90% 이상의 투과도를 보였으며, 안정된 p형 $Sn_xO_y$ 박막은 $P_{O2}=12%$에서 확인하였고, $P_{O2}=12%$에서 열 처리 후 캐리어 농도와 이동도는 각각 $6.36{\times}10^{18}cm^{-3}$$1.02cm^2V^{-1}s^{-1}$ 이었다.

저온 폐열 활용을 위한 2중 효용 2단 흡수식 히트펌프 시뮬레이션 (Simulation of a Double Effect Double Stage Absorption Heat Pump for Usage of a Low Temperature Waste Heat)

  • 김내현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.7736-7744
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    • 2015
  • 막대한 산업용 에너지가 폐열로 버려지는 상황에서 폐열, 특히 저온 폐열의 효과적인 이용은 매우 중요하다. 본 연구에서는 $160^{\circ}C$의 고온 열원과 $17^{\circ}C$ 저온 하수열을 사용하여 $50^{\circ}C$의 온수를 $70^{\circ}C$로 승온시키며 성적계수는 1.6을 만족하는 2중 효용 2단 흡수식 히트펌프 사이클을 고안하였다. 제 1 재생기에서 증발한 냉매 증기는 제 1 응축기에서 응축하면서 제 2 재생기에서 다시 냉매를 발생시킨다. 이 냉매는 제 2 응축기를 거쳐 제 2 증발기에 모아진다. 이 냉매의 일부는 제 1 증발기로 이동하여 저온 열원을 받아들이고 제 1 흡수기를 거쳐 제 2 증발기에 공급된다. 제 2 증발기를 나온 냉매는 제 2 흡수기에서 용액에 흡수된다. 이 때 온수의 온도는 제 2 응축기와 제 2 흡수기에서 승온된다. 시행착오를 통하여 승온 $20^{\circ}C$, 성적계수 1.6을 만족시키는 유량과 열교환기의 UA 값을 도출하였다. 성적계수는 고온수의 온도가 증가할수록, 온수의 온도가 감소하고 유량이 증가할수록, 폐온수의 온도와 유량이 증가할수록, 용액 순환량이 감소할수록 증가한다. 반면 온수의 승온온도는 고온수의 온도가 증가할수록, 온수의 온도가 증가하고 유량이 감소할수록, 폐온수의 온도와 유량이 증가할수록, 용액 순환량이 증가할수록 증가한다. 또한, 열교환기의 UA 값이 증가할수록 성적계수 및 온수 승온 온도도 증가한다.

Nomoto모델을 이용한 선박의 선형 모델 분석 및 퍼지제어기 설계 (The linear model analysis and Fuzzy controller design of the ship using the Nomoto model)

  • 임대영;김영철;정길도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.821-828
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    • 2011
  • 본 논문은 자동항로 추적(Track keeping control), 자동조타(Automatic steering), 자동 접이안(Automatic mooring control) 등으로 구성된 자동운항 시스템 중 자동조타장치의 성능 개선 알고리즘 개발에 대해 다루고 있다. 자동조타는 풍력 또는 조력 등의 영향으로부터 선박의 설정 항로와 실제 침로와의 차이를 계산하여 설정된 항로를 유지하며 항해하므로, 조타에 소요되는 선원의 지속적인 항해로 인한 운전 부담을 경감시키고 불필요한 타조작에 의한 항로 이탈을 줄임으로써 항해거리 단축과 연료비용을 절약할 수 있는 시스템이다. 선박의 모델링을 위하여 Nomoto 모델에 근거하여 전달함수를 구하고, 조종성능(Manoeuvirng) 편리성을 고려하여 타각 입력에 대한 선수각 응답으로 표시된 선박의 4자유도만을 고려한 선형 모델을 제안하고 선박 자동조타장치의 최대각과 타각율을 고려하여 Fuzzy제어기를 설계 하였고 PID제어기로 성능을 비교 분석하였다.

EFFECTS OF SURFACE ROUGHNESS AND MULTILAYER COATING ON THE CORROSION RESISTANCE OF Ti-6Al-4V ALLOY

  • Ko, Yeong-Mu;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2003년도 추계학술발표회초록집
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    • pp.134-135
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    • 2003
  • The dental implant materials required good mechanical properties, such as fatigue strength, combined with a high resistance to corrosion. For increasing fatigue resistance and delaying onset of stress corrosion cracking, shot peening has been used for > 50 years to extend service life of metal components. However, there is no information on the electrochemical behavior of shot peened and hydroxyapatite(HA) coated Ti-6Al-4V alloys. To increase fatigue strength, good corrosion resistance, and biocompatibility, the electrochemical characteristics of Ti/TiN/HA coated and shot peened Ti-6Al-4V alloys by electron beam physical vapor deposition(EB-PVD) have been researched by various electrochemical method in 0.9%NaCl. Ti-6Al-4V alloys were prepared under the condition of hydrogen and vacuum arc furnace. The produced materials were quenched at 1000$^{\circ}C$ under high purity dried Ar atmosphere and were hold at 500$^{\circ}C$ for 2 hrs to achieve the fatigue strength(1140㎫) of materials. Ti-6Al-4V alloys were prepared under the condition of hydrogen and vacuum arc furnace. Shot peening(SP) and sand blasting treatment was carried out for 1, 5, and 10min. On the surface of Ti-6Al-4V alloys using the steel balls of 0.5mm and alumina sand of 40$\mu\textrm{m}$ size. Ti/TiN/HA multilayer coatings were carried out by using electron-beam deposition method(EB-PVD) as shown Fig. 1. Bulk Ti, powder TiN and hydroxyapatite were used as the source of the deposition materials. Electrons were accelerated by high voltage of 4.2kV with 80 - 120mA on the deposition materials at 350$^{\circ}C$ in 2.0 X 10-6 torr vacuum. Ti/TiN/HA multilayer coated surfaces and layers were investigated by SEM and XRD. A saturated calomel electrode as a reference electrode, and high density carbon electrode as a counter electrode, were set according to ASTM GS-87. The potentials were controlled at a scan rate of 100 mV/min. by a potentiostat (EG&G Co.273A) connected to a computer system. Electrochemical tests were used to investigate the electrochemical characteristics of Ti/TiN/HA coated and shot peened materials in 0.9% NaCl solution at 36.5$^{\circ}C$. After each electrochemical measurement, the corrosion surface of each sample was investigated by SEM.

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리모델링 공사를 고려한 슬래브 구조물의 거동에 관한 해석적 연구 (An Analytical Study on the Behavior of Slab Structure Considering the Remodeling)

  • 최훈;주형중;이승식;윤순종
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.106-112
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    • 2010
  • 사회적 생활환경이 향상되고 안정됨에 따라 도시지역의 건설시장이 포화되고 있다. 신축 보다는 기존건물의 리모델링 혹은 유지관리를 통해 사용수명을 연장시키는 방안에 대한 연구가 활발하다. 국내의 경우에도 노후 구조물 등을 중심으로 이러한 논의가 활발히 이루어지고 있으며, 리모델링의 사회적 중요성은 점점 증가되고 있다. 노후 구조물의 리모델링 공사의 경우 구조도면 및 구조계산서 등이 없는 경우가 대부분이며, 개보수 및 구조변경 등 여러 가지 위해요인으로 인해 구조안정성에 대한 불확실한 요소를 내포한 상태에서 공사가 진행되고 있는 현실이다. 특히 슬래브의 경우 이러한 불확실한 상황을 반영하듯이 리모델링 공사과정 중 부적절한 하중이 작용하여 구조물이 파괴되는 경우가 종종 보고되고 있는 현실이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 제약적인 환경 속에서 좀 더 정확한 구조해석을 실시하고자 유한요소법을 사용하여 설계하중 하에서 유한요소의 종류 및 배근의 유무에 따른 슬래브의 해석결과를 비교분석 하였다. 또한, 해석결과를 실제 리모델링 시공현장에 적용하여 해체잔재 및 해체장비 운용, 또한 동바리 보강에 따른 슬래브의 구조안정성을 평가하였다.

변형 속도에 따른 후크형 강섬유 및 폴리아미드섬유보강 시멘트 복합체의 압축 및 인장강도 특성 (Strain Rate Effect on the Compressive and Tensile Strength of Hooked Steel Fiber and Polyamide Fiber Reinforced Cement Composite)

  • 김홍섭;김규용;이상규;손민재;남정수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.76-85
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    • 2017
  • 본 연구에서는 유압식 급속재하 시험 장치를 제작하여 변형 속도에 따른 후크형 강섬유 및 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 압축강도 및 인장강도 특성을 평가하였다. 그 결과, 변형 속도가 증가함에 따라 압축강도, 최대 응력 점에서의 변형 및 탄성계수는 증가하였으며, 섬유 종류 및 혼입률은 변형 속도에 의한 압축강도의 영향은 크지 않았다. 본 연구에서 평가된 압축강도의 DIF는 CEB-FIP model code 2010에 비해 상회하였으며, ACI-349의 예측값과 유사한 경향이 나타났다. 인장특성의 경우에도 변형 속도가 증가함에 따라 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었다. 후크형 강섬유보강 시멘트 복합체는 변형 속도가 증가함에 따라 섬유와 매트릭스의 부착력이 증가하는 것에 의해 인장강도와 변형능력이 크게 향상되었으며, 섬유가 매트릭스로부터 인발되는 파괴 특성이 나타났다. 한편, 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 경우 섬유와 매트릭스의 부착력이 크기 때문에 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 끊어지는 파괴 특성이 나타났으며, 폴리아미드 섬유보강시멘트 복합체의 인장특성에 대한 변형 속도 효과는 섬유의 인장강도에 큰 영향을 받는 것으로 판단되었다. 이러한 결과로부터 폴리아미드 섬유보강 시멘트 복합체의 인장강도에 대한 변형 속도의 효과는 후크형 강섬유의 부착력에 대한 민감도 보다 큰 것으로 사료된다.

삼성분계 콘크리트와 저분말도 슬래그를 혼입한 콘크리트의 내구 특성 (Durability Characteristics in Concrete with Ternary Blended Concrete and Low Fineness GGBFS)

  • 김태훈;장승엽;권성준
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.287-294
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    • 2019
  • 고로슬래그 미분말은 뛰어난 염해 저항성 및 내화학성을 가지고 있어 콘크리트에 널리 쓰여왔으나, 고분말도에 따라 수화열과 건조 수축에 의한 균열이 보고되고 있다. 국제 표준에서는 콘크리트에 저분말도 고로슬래그 미분말의 폭 넓은 상용화 및 균열 저감을 위하여 3,000급 저분말도 고로슬래그 미분말이 포함되어 있다. 본 연구에서는 저분말도 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트(50%의 물-결합재비와 3,000급 고로슬래그 미분말을 60% 치환)와 삼성분계 콘크리트(50% 물-결합재비와 4,000급 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 총 60% 치환)가 고려되었다. 저분말도 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트와 삼성분계 콘크리트의 강도 차이는 재령 3일차에서 재령 91일차까지 확연한 차이는 없었으며 우수한 염해와 탄산화 저항성을 나타내었다. 또한 적절한 공기량을 함유하여 두 배합 모두 90.0 이상의 높은 내구성 지수를 나타내었다. 배합개선을 통하여 저분말도 GGBFS 콘크리트의 초기강도 개선한다면 낮은 수화열 및 고내구성을 가진 매스 콘크리트를 제조할 수 있으리라 판단된다.