• Tribology and Lubricants
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• 제35권6호
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• pp.369-375
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• 2019

This paper presents a new method on how to calculate the thrust forces acting on an auto-leveling device in headlamps for passenger vehicles. The leveling device is used to lower the angle of lights when a load in the trunk of the vehicle lifts it. In the process of the headlamp design, it is imperative to predict the external forces so that the designers can decide whether to proceed or not. The device is composed of three pivot joints with no reaction moment, a plate that holds the lamp, and a leveling motor that changes rotation to linear motion. In this study, force balance, moment balance, and geometric compatibility are applied to the leveling device system so that a nonlinear system of equations can be derived; the multi-dimensional Newton-Raphson algorithm is then used to solve these. A sensitivity analysis is carried out to verify which design variables affect the system the most: the mass of the lamp and the height between the pivot and leveling device affect the thrust forces the most. Then, considering the friction forces between the moving parts, the hysteresis of the forces are derived. An experimental apparatus, designed and developed in this study, is used to verify the exactness of the derived equations. The results from experiments coincide well with the calculated results. The friction hysteresis, in particular, proves this upon analysis.

• 연구논문집
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• 통권27호
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• pp.87-99
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• 1997

Present paper describes on/off design performance of a 50KW turbogenerator gas turbine engine for hybrid vehicle application. For optimum design point selection, relevant parameter study is carried out. The turbogenerator gas turbine engine for a hybrid vehicle is expected to be designed for maximum fuel economy, ultra low emissions, and very low cost. Compressor, combustor, turbine, and permanent-magnet generator will be mounted on a single high speed (82,000 rpm) shaft that will be supported on air bearings. As the generator is built into the shaft, gearbox and other moving parts become unnecessary and thus will increase the system's reliability and reduce the manufacturing cost. The engine has a radial compressor and turbine with design point pressure ratio of 4.0. This pressure ratio was set based on calculation of specific fuel consumption and specific power variation with pressure ratio. For the given turbine inlet temperature, a rather conservative value of $1100^\circK$ was selected. Designed mass flow rate was 0.5 kg/sec. Parametric study of the cycle indicates that specific work and efficiency increase at a given pressure ratio and turbine inlet temperature. Off design analysis shows that the gas turbine system reaches self operating condition at N/$N_{DP}$ = 0.53. Bleeding air for turbine stator cooling is omitted considering low TIT and for a simple geometric structure. Various engine performance simulations including, ambient temperature influence, surging at part load condition. Transient analysis were performed to secure the optimum engine operating characteristics. Surge margin throughout the performance analysis were maintained to be over 80% approximately. Validation of present results are yet to be seen as the performance tests are scheduled by the end of 1998 for comparison.

• 콘크리트학회지
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• 제7권1호
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• pp.109-116
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• 1995

본 연구에서는 단순 지지된 일반도로교의 통행차량에 의해서 발생하는 충격계수에 대해서 연구를 수행하였다. 최근에 화서 충격계수는 이론 및 실험적인 연구가 수행됨으로써 상당한 관심이 집중되고 있다. 현행, 국내 도로교 시방서에서 사용하는 충격계수는 지간길이에 따라 감소하는 식으로서 규정되어 있으며, 최대 30%이하로 제한하고 있다. 그러나, 현장실험결과에 의하여 동적하중효과는 대부분 현행 규정보다 낮게 나타나고 있으며, 시방서에서와 같이 지간길이에 다라 일정한 경향을 보여주지 못하고, 포장상태를 포함하는 노면조도에 의해서 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 현장 실험결과를 바탕으로 노면조도의 상태를 3등급으로 분류하여 도로교의 간이 내하력평가시 사용할 수 있도록 각 등급에 해당하는 충격계수를 결정하였다. 끝으로, 본 연구의 결과는 향후 현존 교량의 내하력평가시 유용한 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권2호
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• pp.207-233
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• 2023

Steel-concrete composite box girder bridges are widely used in the construction of highway and railway bridges both domestically and abroad due to their advantages of being light weight and having a large spanning ability and very large torsional rigidity. Composite box girder bridges exhibit the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip under various loads during operation. As one of the most commonly used calculation tools in bridge engineering analysis, one-dimensional models offer the advantages of high calculation efficiency and strong stability. Currently, research on the one-dimensional model of composite beams mainly focuses on simulating interface longitudinal slip and the shear lag effect. There are relatively few studies on the one-dimensional model which can consider the effects of restrained torsion, distortion and interface transverse slip. Additionally, there are few studies on vehicle-bridge integrated systems where a one-dimensional model is used as a tool that only considers the calculations of natural frequency, mode and moving load conditions to study the dynamic response of composite beams. Some scholars have established a dynamic analysis model of a coupled composite beam bridge-train system, but where the composite beam is only simulated using a Euler beam or Timoshenko beam. As a result, it is impossible to comprehensively consider multiple complex force effects, such as shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip of composite beams. In this paper, a 27 DOF vehicle rigid body model is used to simulate train operation. A two-node 26 DOF finite beam element with composed box beams considering the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip is proposed. The dynamic analysis model of the coupled composite box girder bridge-train system is constructed based on the wheel-rail contact relationship of vertical close-fitting and lateral linear creeping slip. Furthermore, the accuracy of the dynamic analysis model is verified via the measured dynamic response data of a practical composite box girder bridge. Finally, the dynamic analysis model is applied in order to study the influence of various mechanical effects on the dynamic performance of the vehicle-bridge system.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.229-236
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• 2015

본 연구는 에폭시 아스팔트 포장 내부 상태 평가를 위해 이동 차량하중 모사가 가능한 회복탄성계수 실험과 LWD 실험을 수행하였다. 회복탄성계수 실험에서 측정된 변위는 일반 아스팔트와 달리 잔류변형이 매우 미소한 수준으로 탄성변형과 유사한 거동을 보여 정상 상태로 해석해도 무리가 없는 것으로 나타났다. 회복탄성계수에서 측정된 변위 결과를 처짐 탄성계수로 변환 후 1 SIGMA 단계를 적용하여 정상 처짐 탄성계수 범위를 산정하였다. $60^{\circ}C$에서의 파손 의심 처짐 범위와 하중-변위 선도 개형으로 포장 내부 상태를 예측하였다. 정상 표면처짐 구간인 $140{\mu}m$의 일부 구간에서 수분 침투 및 접착성능 저하가 관찰되었으나, 하중-변위 선도 개형에서 변곡점 발생 구간으로 확인되었다. 현장 확인 결과 제시된 기준은 높은 수준의 정확도를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.57-66
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• 2013

보다 빠른 교통 수단에 대한 사회적 관심이 현재 운영 중인 KTX의 운행속도인 350km/h을 넘어서는 고속 열차의 운행을 요구하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 궤도 구조물에서 열차 속도 변화에 따른 노반 변위의 변화양상을 추적하고 비선형적인 노반 응력 변화를 살펴보기 위해 유한요소해석을 실시하였다. 궤도-차량 상호작용을 간단한 형태로 고려하기 위해 이동 하중의 질점 시스템을 개발하였다. 열차 하중의 이동 속도를 100km/h에서 700km/h까지 변화시켜 결과를 얻었다. 열차 속도 증가에 따라 레일과 노반 변위는 비선형적으로 증가하였으나 뚜렷한 임계 속도 효과는 나타나지 않았다. 낮은 열차 속도 대역에서는 열차 속도보다 노반에서 에너지를 전달하는 탄성파 속도가 빠르다. 하지만 400km/h 이상의 열차 속도 대역에서는 열차 속도와 에너지 전달 속도가 거의 일치하였다. 열차 속도 증가에 따라 노반 응력 이력이 크게 변하며 경로 의존적인 토질 재료에서 상당한 크기의 소성 변형률이 예상된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.47-55
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• 2013

PURPOSES : The purpose of this study is to investigate the optimal joint positions which can minimize distresses of concrete pavement containing box culvert with horizontally skewed angles. METHODS : The concrete pavement containing the box culvert with different skewed angles and soil cover depths was modeled by 3 dimensional finite element method. The contact boundary condition was used between concrete and soil structures in addition to the nonlinear material property of soil in the finite element model. A dynamic analysis was performed by applying the self weight of pavement, negative temperature gradient of slab, and moving vehicle load simultaneously. RESULTS : In case of zero skewed angle ($0^{\circ}$), the maximum tensile stress of slab was the lowest when the joint was positioned directly over side of box culvert. In case there was a skewed angle, the maximum tensile stress of slab was the lowest when the joint passed the intersection between side of the box culvert and longitudinal centerline of slab. The magnitude of the maximum tensile stress converged to a constant value regardless the joint position from 3m of soil cover depth at all of the horizontally skewed angles. CONCLUSIONS : More reasonable and accurate design of the concrete pavement containing the box culvert can be possible based on the research results.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.9-14
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• 2022

본 연구에서는 유연성을 가지는 공기 조형물과 같은 기구물이 사용자가 원하는 자세를 안정적으로 유지하며 이동하기 위한 방안을 제안한다. 이를 수행하기 위해 IMU를 이용한 수평 유지 자세 제어와 PI 알고리즘을 적용하여 주어진 궤적에 따라 주행이 가능한 이동로봇의 구조를 가지는 로봇 시스템을 연구하였다. 본 연구에서 사용된 공기 조형물은 고정된 자세로 얇은 끈을 이용하는 경우가 많다. 다른 방법으로는 무게 중심부에 하중을 실어 자세를 유지며 공기의 압력을 사용하므로 유연성을 가지는 시스템이다. 이러한 구조물은 디지털 센서 기술의 융합과정을 통해 유연한 형태의 구조물과 이동로봇의 결합으로 다양한 성과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구는 로봇의 한 분야인 AGV(무인 반송차)의 주행 기술과 다양한 센서를 응용한 기술들을 융합하여 자세제어를 수행하였다. 검증은 공인인증시험을 통해 주어진 성능 평가를 수행하였으며 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.171-178
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• 2008

본 연구는 일반적인 궤도 구조물과는 달리 지지부와 받침이 레일과 상하로 구속되어 있지 않은 가시설 레일을 해석함에 있어 상부 하중에 의해 발생하는 종 방향 하중과 횡 방향 하중 및 진동, 그리고 들림 현상 등을 고려하여 가시설 레일 구조물의 하중 증가율을 제안한 후 비선형 동적 거동 특성을 파악하는데 목적이 있다. 그리하여 상부 구조물의 하중과 진동에 의한 영향이 클 것으로 판단되는 철근 배근 장치에 대한 실구조물 계측을 통해 하중 증가율을 제안하였으며 비선형 동적 유한 요소 해석을 실시하여 진동에 의한 하중 증가율을 고려한 차륜하중에 의해 발생하는 동적응답을 통해 동적 거동특성을 파악하였다. 그 결과 철근 배근 장치의 진동에 의한 하중 증가율을 7%로 제안하였으며 비선형 동적 거동은 선형화된 레일에 비해 최대응력이 14.5% 증가하였고 상부 주행 장치의 속도에 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.45-52
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• 2020

상판과 아치리브, 수직재로 구성된 개복식 상로 아치교는 아치리브 지점 조건과 차량 이동속도에 따라 지점에서의 축력과 모멘트의 정도가 달라진다. 또한 충격계수 정의에는 상판 변위응답뿐만 아니라 다양한 종류의 응답이 고려된다. 본 논문은 양단 고정지점 콘크리트 개복식 상로 아치교에 대해 측정 위치와 응답변수, 수직재의 간격비에 따른 충격계수를 분석하였다. 수직재 간격비가 1/9.375인 기저모델의 경우 이동하중 진입 반대 쪽 아치리브 지점에서 모멘트 기반 충격계수가 가장 큰 값을 보였으며, 이 값은 상판 중앙부 인접지간 변위응답 기반 최대 충격계수와는 비슷한 수준이지만 동일 위치에서의 축력 기반 충격계수에 비해 19% 높은 값이다. 수직재 배열에 있어서 간격비를 기저모델에 비해 1/2로 감소시켰을 경우, 모멘트 기반 최대 충격계수는 기저모델과 유사한 수준이었지만 간격비를 2배 증가시켰을 경우는 기저모델 대비 4.4배 증가하였다.