• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.455-463
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• 2012

본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.175-185
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• 2015

일반적으로 열차분야에서 분기기 시스템은 안전성과 직접적으로 연관되기 때문에 높은 신뢰성이 요구된다. 특히 자기부상열차의 분기기 시스템은 대차가 궤도를 감싸는 구조적 특징으로, 고가궤도 전체가 움직여야 한다. 이러한 이유로 자기부상열차의 분기기는 강 재질로 설계되었다. 강 거더의 분기기는 콘크리트 거더에 비하여 진동측면뿐만 아니라 거더의 처짐에도 취약하다. 그러므로 자기부상열차가 유연한 분기기 위를 통과 할 때, 부상안정성 예측이 매우 중요하다. 본 논문의 목표는 자기부상열차와 분기기 거더의 연성된 동역학 해석모델을 개발하고, 공진예측 및 차량의 부상안정성 예측에 있다. 이를 위해서 차량의 3차원 다물체 동역학 모델을 개발 하였고, 분기기 거더와 모달중첩법을 이용한 연성모델링을 수행하였다. 개발된 해석모델은 실측 실험과 비교를 통해서 해석모델의 타당성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.131-140
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• 2022

레일장대화는 무도상교량의 소음, 진동, 충격 등의 문제점을 해결할 수 있는 경제적인 방안 중 하나이며, 최근 연동식 침목고정장치를 이용한 SSF 공법이 개발된 바 있다. 이 연구에서는 연동식 침목고정장치 적용 시 레일 높이 조정 및 열차 통과 시의 충격 흡수를 목적으로 교량침목 하부에 삽입되는 침목패드의 최적 연직강성을 결정하는 과정을 제시하였다. 침목패드의 최적 연직강성 결정을 위하여 관련 기존 기준을 검토하였으며, 유연다물체동적해석을 통하여 침목패드의 연직강성 변화에 따른 주행안전성, 승차감 및 궤도의 안전성에 대한 지표들과 교량 응답 변화를 검토하였다. 유연다물체동적해석은 상용프로그램인 ABAQUS와 VI-Rail을 이용하여 수행하였다. 수치해석은 30m 상로판형교에 대한 교량모델을 이용하여 수행하였으며, 침목패드의 연직강성이 7.5kN/mm ~ 240kN/mm로 변화할 때 ITX 새마을, KTX 및 화차 통과 시의 응답을 산정하였다. 수치해석에 적용된 궤도구성품 조건에서 침목패드의 최적 강성은 100kN/mm로 산정되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.41-49
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• 2009

본 논문은 공기흡입식 추진기관의 고체 로켓 부스터 분리에 관한 수학적 모델링과 시뮬레이션 기법을 기술하였다. 비행체 및 부스터는 하나의 다물체(multi-body)로 고려하였고 부스터는 단지 비행체의 축 방향으로 움직이는 것으로 가정하였다. 비행체 및 부스터의 동적 운동은 Kane 방법에 의해 모델링 되었다. 다양한 부스터 위치에 따라 전체 시스템에 작용하는 공력은 DATCOM 소프트웨어를 사용하여 산출되었으며 부스터 분리 유효 작용면에 작용하는 내부 분리 압력은 일반적인 기체역학 및 Taylor-MacColl 관계식에 의해 산출되었다. 수치적 해석은 Mathworks사의 Matlab이 사용되었다. 해석 결과에 의하면 부스터 분리 동안 마하수 및 받음각 변화 등은 크지 않는 것으로 나타났으며, 실제 시험 장치를 이용한 부스터 분리 시험이 진행될 경우 자세 각 변화, 흡입 유동 특성 등은 무시할 만한 수치임을 확인할 수 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.283-289
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• 2017

본 연구에서는 자동차 현가장치의 정적설계인자를 계산하기 위한 프로그램을 개발하였다. 이를 위해 기호계산기법을 사용하여 구속방정식의 자코비언에 대한 편미분을 계산하여 자코비언의 변형률 행렬을 유도하였다. 상용프로그램에서는 자코비언의 변형률 행렬을 계산하기 위하여 유한차분법 등을 사용하기도 하지만 본 연구에서는 이를 정확하게 고려하기 위하여 기호계산기법을 사용하여 계산하였다. 계산된 구속방정식 자코비언의 변형률 행렬을 사용하기 쉽도록 모듈화해 프로그램을 구성하였다. 계산된 자코비언 행렬을 사용한 결과를 1/4차량 더블위시본 현가장치에 대한 시뮬레이션을 통해 상용프로그램의 결과와 비교하여 정확성을 검증하였다. 향후 계산된 자세정보로부터 정적설계인자를 자동으로 추출하는 모듈과 함께 이를 이용하여 가상 테스트를 수행할 수 있는 융합 모듈을 추가할 예정이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1215-1220
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• 2014

회로차단기에서 가장 중요한 성능은 전기시스템의 이상전류를 신속하게 차단하는 것이다. 이러한 차단시간은 조작기구의 동적 특성에 의한 영향을 받는다. 따라서 회로차단기의 차단시간 단축을 위해서는 조작기구의 최적화가 이루어져야 한다. 본 논문의 가스회로차단기의 조작기는 스프링으로 구동되며 여러 개의 Latch 로 구성되어있다. Latch 들의 상대적 위치와 길이로 정의된 각 설계변수의 차단시간에 대한 영향을 분석하고 이 결과를 통해 설계변수를 선정하여 ADAMS 와 VisualDOC 의 연동을 통해 최적화를 수행하였다. Latch 들의 최적화를 통해 약 22.5% 개극시간을 향상을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1339-1344
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• 2010

모달중첩법은 구조물의 진동특성을 고려하여 내구수명을 평가할 수 있는 내구해석 기법이다. 본 논문에서는 모달중첩법과 유사하면서도 다물체 동역학 해석시 모달좌표를 직접 계산하여 전체적인 해석시간을 줄일 수 있는 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법의 타당성에 대하여 검토하였다. 이를 위해 자동차 부품 중 대표적으로 동특성을 고려해야 하는 토션빔 액슬에 대하여 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 및 시험을 실시하였다. 해석결과는 시험결과와 취약위치, 내구수명 등이 양호한 일치 결과를 나타내었다. 따라서 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법은 다양한 구조물의 동특성을 반영한 내구수명 평가에 적용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1447-1453
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• 2012

도시형 자기부상열차는 U 자형 전자석만을 사용하여 부상공극을 일정하게 유지하며 주행한다. U자형 전자석은 그 형상 특성으로 인하여 전자석 위치에 따라 안내력을 동시에 갖기 때문에 능동적 횡공극 제어가 없이도 차량을 레일에 따라 안내할 수 있는 장점을 갖는다. 그러나 횡공극을 제어하기 않기 때문에 횡진동이 증가하여 승차감 및 주행안정성에 악영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 능동제어가 없이도 횡진동을 저감시키기 위한 방법으로 횡댐퍼 적용 효과에 대한 분석이 이루어진다. 이를 위하여 자기부상열차의 횡방향 고유진동특성을 우선 해석하고, 횡방향 댐퍼를 설치했을 때의 진동저감 효과 분석이 이루어진다. 정확한 횡진동 예측을 위하여 자기부상열차의 3 차원 다물체 동역학 모델을 사용하였다. 본 논문의 결과를 통해서 자기부상열차의 횡진동 저감을 위한 횡댐퍼 채택 제안에 활용하고자 한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권4호
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• pp.217-223
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• 2008

In this study, a garlic clove planter which is capable of planting holes in soil and planting a clove at the same time was designed and tested for film mulched beds. Planting characteristics of the planter were measured through field experiment. Some characteristics were analyzed with multibody dynamic simulation software. Simulation was performed on opening time of the planting hopper. Measured characteristics were position, angle, and reposition amount of garlic in sowing hole. Experiment results showed that the planted position of garlic in planting was 23.0 mm from the hole wall. The reposition amount of garlic was varied with its position and angle when the planted garlic was pressed by an angled compaction wheel. In case of type II position, the position movement of garlic was larger than type I. Average position movement of type II was 11.5 mm at $20^{\circ}$ of compaction wheel angle. These data suggest that cutting diameter of film opening must be larger than 33 mm to provide enough space for garlic sprouting. Also, simulation results showed that the maximum opening time of the planting hopper was 0.26 second.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.561-566
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• 2015

본 논문에서는 고 중량물을 빠르게 이송시키며'Pick & Place'작업을 수행하는 병렬로봇의 작동강성 최적설계에 대한 연구를 수행하였다. 20~30kg 의 고 중량물을 사용하여 특정 작업을 빠르게 수행하기 위해서는 빠른 응답속도를 위한 관성 기구부 경량 설계와 동시에 동작의 정밀도를 위한 고 강성설계가 필요하다. 하지만 요구조건인 관성 기구부 경량 설계와 고강성 설계는 상호 배타적인 관계이므로 본 연구에서는 다물체동역학 해석을 통해서 병렬로봇의 동적 거동을 분석함으로써 로봇의 작동 중에 작용하는 하중상태를 분석하였고, 상호 배타적인 두 성능을 동시에 만족시키기 위해 관성 기구부 위상 최적 설계를 수행하였다. 그리고 위상 최적설계 결과를 병렬로봇에 적용하여 그 신뢰성을 검증하였다.