• Advances in Computational Design
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• 제8권4호
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• pp.309-325
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• 2023

An innovative inertial reactive armor is being developed through a multi-discipline project. Unlike the well-known explosive or non-explosive reactive armour that uses high-energy explosives or bulging effect, the proposed inertial reactive armour uses active disc elements that is set to rotate rapidly upon impact to effectively deflect and disrupt shaped charges and kinetic energy penetrators. The effectiveness of the proposed armour highly depends on the tangential velocity of the impact point on the rotating disc. However,for a single layer armour with an array of high-speed rotating discs, the tangential velocity is relatively low near the center of the disc and is not available between the gap of the discs. Therefore, it is necessary to configure the armor with double layers to increase the tangential velocity at the point of impact. This paper explores a multi-objective geometry design optimization for the double-layered armor using Nelder-Mead optimization algorithm and integration tools of the python programming language. The optimization objectives include maximizing both average tangential velocity and high tangential velocity areas and minimizing low tangential velocity area. The design parameters include the relative position (translation and rotation) of the disc element between two armor layers. The optimized design results in a significant increase of the average tangential velocity (38%), increase of the high tangential velocity area (71.3%), and decrease of the low tangential velocity area (86.2%) as comparing to the single layer armor.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권4호
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• pp.111-117
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• 2024

Due to global CO₂ emission reductions and fuel efficiency regulations, the trend toward transitioning from internal combustion engine vehicles to electric vehicles (EVs) has accelerated. Consequently, the problem of EV failures has become a focal point of active research. The parasitic capacitance generated during motor-shaft rotation induces voltage that deteriorates the raceway and ball surfaces of bearings, causing electrical damage in EVs. Despite numerous attempts to address this issue, most studies have been conducted under high viscosity lubricant and low load conditions. However, due to factors such as high-speed operation, rapid acceleration and deceleration, motor heating, and motor system-decelerator integration, current EV applications have shown diminished stability in lubrication films of motor bearings, thereby leveraging the investigation to address the risk of electrical damage. This study investigates the electrical damage to rolling bearing elements in EV motor drive systems. The experimental analysis focuses on the effects of electric currents and operational loads on bearing integrity. A test rig is designed to generate high-rate voltage specific to a motor system's parasitic capacitance, and bearing samples are exposed to these currents for specified durations. Component evaluation involves visual inspections and vibration measurements. In addition, a predictive model for electrical failure is developed based on accumulated data, which demonstrates the ability to predict the likelihood of electrical failure relative to the duration and intensity of current exposure. This in turn reduces uncertainties in practical applications regarding electrical erosion modes.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권3호
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• pp.56-69
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• 2024

Tractors are used for farming in harsh terrain such as slopes with slippery fields and steep passages. In these potentially dangerous terrain, steering instability caused by bouncing and sliding can lead to tractor rollover accidents. The center of gravity changes as parts such as engines and transmissions used in existing internal combustion engine tractors are replaced by motors and batteries, and the risk of conduction must be newly considered accordingly. The purpose of this study was to derive the center of gravity of a 55 kW class electric tractor using an electric platform from an existing internal combustion engine tractor, and to numerically investigate the tractor steering instability due to bouncing and sliding. The analysis provides a strong analysis by integrating an elaborate combination of a bouncing model and a sliding model based on Coulomb's theory of friction. Various parameters such as tractor speed, static coefficient of friction, bump length and radius of rotation are carefully analyzed through a series of detailed designs. In particular, the simulation results show that the cornering force is significantly reduced, resulting in unintended trajectory deviations. By considering such complexity, this study aims to secure optimal performance and safety in the challenging terrain within the agricultural landscape by providing valuable insights to improve tractor safety measures.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.463-466
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• 2017

본 논문의 내용은 기존의 차륜식 로봇과는 차별화된 전-방향 구동이 가능한 모듈 개발을 통하여, 기존 모듈의 이동로봇이 가지는 단점인 측면주행성능 저하, 단순 작업주행 경로, 회전-직진 반복 주행으로 인한 불필요한 주행소요시간의 증대 등의 단점을 극복할 수 있을 것이다. 볼-벨런싱 로봇을 구동하기 위한 전-방향 구형휠 구동모듈은 3개의 로터캐스터를 이용한 로봇의 전-방향으로 구동하기 위한 동력전달 메커니즘과 주행을 위한 알고리즘 개발이 요구된다. 3DoF(축) 전-방향 이동 알고리즘이 내장된 드라이버가 모듈에 내장되고, 주행 방향 및 속도를 위한 3DoF(축)의 구동 모터 모듈이 장착된다. 이동 메커니즘으로는 각 구동바퀴의 회전 벡터 합에 따른다. 두 개 또는 세 개의 구동바퀴의 회전과 벡터 합에 따른 다양한 이동방향을 만들어 낼 수 있다. 각 구동바퀴의 회전 벡터장의 여하에 따라 다른 방향으로도 이동이 가능하다. 전-방향 이동을 위한 보다 혁신적인 전-방향 구형휠 구동모듈이 개발되면, 이동로봇의 구동부에 사용되어 로봇의 성능을 기술적으로 좀 더 향상시킬 수 있으며, 구동모듈이 적용된 전-방향로봇 플랫폼을 통하여 기존 차륜식 로봇의 경우 각종 환경에 대한 저항성으로 인해 연속 직진 성능이 저하되는 단점을 극복할 수 있어서 미주, 유럽과 같은 환경에서 적용될 수 있는 청소로봇, 이동로봇뿐만 아니라 전-방향 주행 기능이 요구되는 안내로봇, 탑승형 로봇, 이동수단 등에 필수적인 기술이 될 것이고 지능형서비스로봇 시장과 미래형 자동차시장의 확대에 기여할 수 있을 것이다.

• 센서학회지
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• 제12권1호
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• pp.16-23
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• 2003

Czochralski 법으로 조직등가 물질인 $Li_2B_4O_7$ 단결정을 성장하고 열형광 특성을 조사하였다. 단결정 성장시 증자결정의 회전속도는 10 rpm, 인상속도는 $0.18\;mm{\codt}h^{-1}$ 이하에서 core가 없는 양질의 단결정을 얻을 수 있었으며, X-선 회절분석을 통해 성장한 $Li_2B_4O_7$ 단결정의 구조는 정방정계임을 확인하였다. 열형광 glow 곡선은 쉽게 분해할 수 있는 세 개의 peak들이 중첩되어 나타났으며, X-선에 대한 $Li_2B_4O_7$ 단결정 TLD의 열형광감도는 50 mGy에서 1.5 Gy까지의 선량범위에서 선형적으로 나타났다. 가온율법에 의한 열형광 glow 곡선 분석과 PL 스펙트럼 분석 결과에 의한 glow peak의 활성화에너지는 각각 0.93, 1.78, 2.25 eV으로 평가되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제3권1호
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• pp.20-36
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• 1978

The effect of binder kicking forces on the shattering losses of paddy rice, which has been widely understood as an outstanding loss factor in harvesting with a binder, were experimentally assessed in this thesis.Through the field tests the optimum time of harvest, in terms of grain moisture contents, was found by considering harvesting losses for two rice varieties, harvested by two different binders, at four or five grain moisture levels.A device was designed and manufactured to apply various kicking forces to the bundles and was used in the bundle kicking tests. It was intended to find out the optimum range of kicking force to minimize the kicking losses. Based on the study, modification of the existing binder kicking mechanism was suggested. The following is a summary of the results of this thesis. 1. In Suweon 258 variety, as the grain moisture content is reduced, so the cutting loss and the kicking loss increase. The grain losses range from 0.77 to 0.82 percent of total field yield for the cutting loss, from 1.83 to 2.01 percent for the kicking loss, and from 2.60 to 2.83 percent for the field loss, when the moisture content is about 22 percent. 2. In Jinheung variety , the field losses increased as the grain moisture content decreased . When the moisture content was 20 percent, the field loss, cutting loss and kicking loss was 0.42-0.49 % , 0.30-0.35, and 0.12 -0.14% of the total field yield, respectively. 3. The difference in the field loss , cutting loss, and kicking loss for the two binders was 0.23% , 0.05% and 0.18% respectively in Suweon 258 variety, and 0.07% , 0.02% and 0.05% respectively ini Jinheung variety. The grain losses for binder B were slightly higher than those for binder A. 4. In the statistical analysis of each variety , the kicking force and the moisture content of the grain, and its interaction were all highly significant at 1% level by T test .The optimum kicking force was found to be in the 3.0-0.4kg range. This does not interrupt the binder operation, while ioses are kept to an acceptale level. 5. To reduce the kicking force of the eXlstmg binder mechanism, the speed of rotation of the kicking arm needs to be redued by increasing the number of driving sprocket teeth, and the position and gear ratio of the knotter-bill and driving bevelgear have to be change to give a !motter-bill speed of 1110 rpm. It is also desirable to attach a belt conveyor which smoothly carries the bundle to the ground. 6. The optimum harvesting time cased on maximum field yield was found to be at a grain moisture content of around 22 percent for Suweon 258 variety, and 20 percent for Jinheung variety. Tota] field yield and field yield at the time amounted to 9, 812.5 kg/ha, 9, 302. 5kg/ha respectively for the Suweon 258, and 7, 819.5 kg/ ha, 7, 158.7 kg/ha respectively for the Jinheung variety.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제31권1호
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• pp.71-81
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• 2004

특징점 기반(Minutiae-based) 지문 인식 시스템은 지문에 포함된 융선들의 구조 정보를 완벽하게 표현할 수 없는 특징점 정보를 활용한다. 더욱이, 동일한 지문이라 하더라도 일정하지 않게 추출되는 특징점은 정합과정에서 여러 가지 기법들을 요구하게 된다. 이와 같이 정량적으로 표현되지 않는 특징점 기반 방법의 대안으로 여러 방향을 갖는 가보 필터(Gabor filter)를 이용해 영역별 특징 값들을 추출하는 필터뱅크 기반(Filterbank-based) 지문 인식방법이 제안되었다(1). 그러나 필터뱅크 기반 방법은 다른 손가락에서 얻은 지문이지만 같은 종류일 경우 유사한 특징 벡터를 추출한다는 점과 지문 입력시의 회전오차를 고려하기 위한 오버헤드를 갖는다는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 특징 벡터를 추출할 때, 특징점이 존재하는 영역에 대해 가중치를 부여하여 특징벡터를 구성하는 방법을 제안하였다. 또한 코어 주변의 지역적인 방향들의 평균치를 이용해 지문 정렬을 수행하는 새로운 지문정렬 방법을 제한하였다. 두 가지 방법은 각각 시스템의 성능향상과 속도를 증가시키는 결과를 얻을 수 있다. 제안한 방법에 따라 NIST Special Database 14 지문 데이타로 실험한 결과 0.967%의 FAR(False Acceptance Rate)에서 0.524%의 FRR(False Reject Rate)을 보여, 기존 방법에 비해 1.28배 이상의 속도 향상과 ERR(Equal error Rate)에서 약 5%의 성능 향상을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.393-401
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• 2015

TBM 터널을 건설하는 동안 효율적이고 안전한 작업을 위하여 굴착 암반의 정확한 정보를 획득하는 것은 매우 중요하다. 이 연구에서는 터널 막장 전방의 암반 상태를 예측하기 위하여 선진시추장비와 시추공벽 영상화 장비를 이용한 TBM 전방 지반평가시스템을 개발하였다. TBM 전방 지반평가시스템은 선진시추장비와 시추공벽 영상화 장비, 분석 소프트웨어로 구성된다. 선진시추장비는 논코어링과 코어링 방법이 모두 적용 가능하도록 개발되었다. 또한 굴진 시 획득되는 피드압, 회전압, 회전수, 굴진속도 등의 천공영향 변수를 획득할 수 있다. 천공지수는 코어RMR과의 상관성분석을 통해 천공지수RMR로 환산된다. 개발된 시스템은 비탈면, 터널 현장에서 현장적용을 진행하였다. 현장 적용 결과 논코어링 방법은 코어링 방법에 비해 4배가량 빠른 굴진이 가능한 것으로 확인되었고, 천공지수RMR과 코어RMR은 유사한 분포를 나타내었다. TBM 전방 지반평가시스템은 신속한 지반예측이 가능하므로 공기지연을 최소화할 수 있는 막장 전방 예측 기술로의 활용이 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.794-801
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• 2017

전도성 평판의 모서리에 래디얼 동전기 휠을 부분적으로 중첩시켜 회전시키면 휠에는 부상력과 모서리 방향의 추력 그리고 중첩 영역을 감소시키는 방향으로의 횡력이 발생한다. 이러한 휠을 조합하면 진행 방향을 제외한 나머지 축에서의 자기 안정성이 담보되는 시스템 구현이 가능하다. 실증차원에서 래디얼 동전기 휠을 이용한 자기 부상 방식 이송 시스템을 제안한다. 시스템은 네 개의 동전기 휠에 의해 부상, 추진되며 앞뒤 휠에 의한 추력이 서로 상쇄되도록 대항하는 구조로 배치되어있다. 휠의 동적 안정성과 동전기력에 미치는 휠 극수의 영향이 유한요소법을 이용하여 분석된다. 단동 휠에 의한 추력과 부상력은 강하게 연성되어있고 이를 가변시킬 수 있는 인자는 휠의 회전속도뿐이다. 따라서 두 힘을 독립적으로 제어하기 위해 추력과 부상력간의 비율이 속도에 비례하고 공극의 크기와 무관하다는 사실을 이용한다. 이러한 제어 방법으로 시스템의 면내, 면외 운동 제어를 수행하고 이를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 실험 결과는 휠의 속도만으로 연성된 자유도를 효과적으로 제어할 수 있음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.434-441
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• 2016

마찰교반용접은 소재와 용접 툴 간의 마찰열에 의해 접합되는 고상접합 공정이다. 용접 시 발생하는 입열량에 따라 용접부의 건전성이 결정된다. 과도한 입열량은 산화물 및 기공결함의 원인이 되며, 불충분한 입열량은 터널결함 등의 문제점이 발생한다. 따라서 마찰교반용접부 중심에서의 온도 이력을 파악하는 것은 건전성을 판단하는 데 있어 매우 중요한 연구이다. 본 연구에서는 마그네슘 합금소재에 대한 마찰교반용접부의 온도분포 특성을 평가하였다. 이를 위해 유한요소해석을 통한 마찰교반용접부의 유동장 및 온도분포를 예측하였다. 유한요소해석을 위해 용접 툴 형상 간소화, 마찰 조건 선정 등 선행 해석을 수행하고 최적조건을 도출하였다. 또한, 해석모델의 검증을 위해 마그네슘 합금의 맞대기 마찰교반용접 시 용접부 중앙에서의 온도를 측정하였다. 유한요소해석 결과 마찰교반용접부의 온도에 영향을 미치는 주요변수의 기여도는 회전속도가 이송속도보다 더 높은 것으로 판단된다. 또한, 용접부 중심에서의 실측 온도와 유한요소해석 결과 사이에 5.4% - 7.7% 수준의 오차 내에서 잘 일치하였다.