• Tribology and Lubricants
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• 제35권1호
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• pp.37-43
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• 2019

This paper presents an optimization method to determine the shoulder height of an angular contact ball bearing by 3D contact analysis using nondimensional-shaped variables. The load analysis of the ball bearing is performed to calculate the internal load distributions and contact angles of each rolling element. From the results of bearing load analysis and the contact geometry between the ball and inner/outer raceway, 3D contact analyses using influence function are conducted. The nondimensional shoulder height and nondimensional load are defined to give the generalized results. The relationship between the shoulder height and radius of curvature of the shoulder under various loading conditions is investigated in order to propose a design method for the two design parameters. Using nondimensional parameters, the critical shoulder heights are optimized with loads, contact angles, and conformity ratios. We also develop contour maps of the critical shoulder height as functions of internal loads and contact angles for the different contact angles using nondimensional parameters. The results show that the dimensionless shoulder height increased as the contact angle and dimensionless load increased. Conversely, when the conformity ratio increased, the critical shoulder height decreased. Therefore, if the contact angle is reduced and the conformity ratio is increased within the allowable range, it will be an efficient design to reduce the shoulder height of ball bearings.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.569-576
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• 2017

전동차의 공기 작동식 출입문을 작동하기 위한 공기를 공급 또는 차단의 역할을 하는 전자변은 고장발생시 승객의 안전은 물론 정상운행을 불가능하게 하는 중요한 부품이므로 높은 신뢰도가 요구되지만 누기로 인한 고장 비율이 높은 편이다. 국내 도시철도 운영기관들은 고정주기와 임의 여유기간을 적용한 전동차 중정비 주기로 전자변을 정비한다. 현행 중정비 주기 방식의 대안으로 고장 신뢰도를 고려한 정비주기를 제시하고자 지하철 6호선 전동차 전자변 고장 통계자료에 상용 통계프로그램(MINITAB)을 적용하여 신뢰도 함수(Reliability Function)와 임무신뢰도(Mission Reliability)를 계산하고 적정 정비주기를 도출하였다. 도출된 정비 주기는 현 4년 주기의 정비의 부품신뢰도를 68%에서 95%로 향상시키는 것이므로 전자변의 신뢰도를 획기적으로 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권4호
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• pp.401-410
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• 2003

제주도 북제주군 우도의 서쪽에 분포하는 서광리 해안에는 3개의 해빈이 발달해 있으며, 이 해빈들에는 모두 홍조단괴로만 이루어져 있는 해빈퇴적물이 분포한다. 해빈을 이루는 홍조단괴 퇴적물은 조립 샌드에서 그래뉼로 입자의 크기에 따라 해빈과 평행한 방향으로 대상분포하고 있으며, 해안가의 암반 사이와 해빈의 북쪽에 위치하는 방파제에는 자갈 크기의 홍조단괴가 밀집되어 퇴적되어 있다. 이는 서광리 앞의 천해에서 성장하던 홍조단괴가 태풍 에 의해 해안가로 운반되었기 때문으로 생각된다. 홍조단괴를 이루는 홍조류에 대한 조직적 관찰 결과, 대부분의 홍조류는 덮개상 홍조류의 일종인 Lithophyllum sp.로 분류된다. 해빈을 이루는 조립 샌드에서 그래뉼의 홍조단괴는 핵을 중심으로 천해에서 성장하다가 파랑에 의해 그 표면이 심하게 마모된 것이 특징이다. 또한 자갈에서 왕자 갈 크기의 홍조단괴는 다른 생물체의 각질을 포함하고 있거나, 태선류와 같은 덮개상 동물과 함께 자란 것도 관찰 할 수 있다. 홍조단괴는 성장함에 따라 그 형태가 동심원상에서 동상으로 변화해 가는데, 이는 홍조단괴가 자라면서 크기가 커짐에 따라 조류나 파랑에 의해 잘 뒤집히거나 구르지 않게 되고 비교적 에너지가 낮은 지점에서 성장하였음을 의미한다. 홍조단괴 내에 형성된 공극(콘셉터클, 태선류 내의 공극, 천공 등)에는 천해 교질작용에 의해 형성된 구과상이나 침상의 아라고나이트 교질물과 방해석 교질물이 발견된다. 서광리 앞 천해에서 많은 홍조단괴가 성장하는 것은 이 지역이 홍조단괴의 성장에 알맞은 해양학적 조건을 가지고 있기 때문이다. 즉 이 지역은 수온이 약 19$^{\circ}C$ 정도로 연중 따뜻하고, 하천을 통한 화산쇄설성 퇴적물의 유입이 없어 바닷물이 매우 맑은 상태로 유지되기 때문에 홍조류의 서식에 알맞은 조건을 가지고 있다. 또한 우도수로의 천해 지역은 수심이 대부분 15 m 정도로 얕아 매우 빠른 조류가 흐르며, 이러한 빠른 조류와 파랑으로 인해 홍조류가 빈번히 뒤집히거나 구르며 성장하여 홍조단괴를 형성한 것으로 생각된다. 또한 여름철마다 이 지역에 영향을 주고 있는 태풍은 홍조단괴의 성장에 기여를 한 것으로 추정된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2672-2678
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• 2011

철도차량의 차체 구조는 초기의 전(全) 목제에서 강제 후레임과 목제 차체의 조합, 리벳으로 결합한 전(全)강제차체, 전(全) 용접결합의 모노코크(monocoque)차체로 변천해 왔다. 구체의 재료 또한 Mild Steel이 많이 사용되어 왔으나, 가볍고 내식성이 우수한 경량 스테인레스 구체와 알루미늄 구체의 적용 비율이 급격히 높아지고 있다. 구조적으로는 종래의 골조와 외판으로 구성된 싱글 스킨 구조인 SSD (Sheet_Stringer Design)에서, 알루미늄 구체와 같이 대형 중공압출형재로 구성된 전(全)더블스킨 구조인 AED(All Extrusion Design)가 실용화되고 있다. 종래의 알루미늄 차체는 소형 압출재로 제작되어 용접에 의한 열영향을 받는 범위가 매우 크고 매우 취약한 특성 때문에 나타나는 용접결합 부분의 강성 저하가 많은 문제점을 일으켰다. 본 연구에서는 확장형 알루미늄 압출형재를 사용하여 부재 수를 감소시킴으로서 용접 공수를 줄이고 결합부의 용접 집중을 최소화 하여 품질 및 차체 강성을 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권10호
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• pp.1431-1442
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• 2003

A new method of estimating the pose of a mobile-task robot is developed based upon an active calibration scheme. The utility of a mobile-task robot is widely recognized, which is formed by the serial connection of a mobile robot and a task robot. To be an efficient and precise mobile-task robot, the control uncertainties in the mobile robot should be resolved. Unless the mobile robot provides an accurate and stable base, the task robot cannot perform various tasks. For the control of the mobile robot, an absolute position sensor is necessary. However, on account of rolling and slippage of wheels on the ground, there does not exist any reliable position sensor for the mobile robot. This paper proposes an active calibration scheme to estimate the pose of a mobile robot that carries a task robot on the top. The active calibration scheme is to estimate a pose of the mobile robot using the relative position/orientation to a known object whose location, size, and shape are known a priori. For this calibration, a camera is attached on the top of the task robot to capture the images of the objects. These images are used to estimate the pose of the camera itself with respect to the known objects. Through the homogeneous transformation, the absolute position/orientation of the camera is calculated and propagated to get the pose of a mobile robot. Two types of objects are used here as samples of work-pieces: a polygonal and a cylindrical object. With these two samples, the proposed active calibration scheme is verified experimentally.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권11호
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• pp.911-918
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• 2016

A conical roll-shaping process was proposed for fabrication of a metallic spiral blade applied to a small-scale wind turbine system. A spiral blade has continuously different curvatures, with a range of 100 to 350 mm radius. To fabricate this complex shape, we developed a conical roll-shaping process having two main conical rollers for feeding a blank sheet, and two cylindrical side rollers for control of local bending. For clear understanding of the process parameters, numerical analyses were conducted using a commercial code, Pam-Stamp. This study optimized the effects of process parameters, such as gap and angle between the main rollers and side rollers, and also the movement of side rollers. In order to increase the forming efficiency, a central rotation point was also calculated by the analytical approach. This developed rolling process can thus be utilized in a sheet metal forming process for obtaining spirally curved sheet metal shapes.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1453-1459
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• 2011

외접기어의 어느 한쪽 기어를 핀 또는 롤러로 대체한 롤러 피니언 기어 (RPG) 시스템은 기어 치물림 시 미끄럼 접촉을 줄이고 구름운동을 증대시켜 기어 내구성을 향상시킬 수 있다. 우선 본 논문에서는 전위계수(profile shift coefficient)를 고려하여 RPG 시스템의 캠 기어(cam gear)의 엄밀 치형설계 방법 및 치 꼬임으로 인한 간섭 방지조건을 제시하였다. 또 기어구동에 있어 치면에서 발생되는 진동이나 소음의 원인이 되는 피팅(pitting) 발생수명을 고려하기 위해, 설계인자의 변화에 따른 Hertz 접촉응력 및 하중응력계수(load stress factor)의 변화를 검토하였다. 이를 통해 RPG 시스템의 내구성을 향상시킬 수 있는 방안으로 전위계수의 증가를 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.27-36
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• 2012

모바일하버는 선박의 대형화로 인하여 항만에 접안 및 정박이 불가능하거나 선박의 접안 대기시간이 길어지는 경우 등 항만의 문제점들을 해결하기 위해 제시된 새로운 개념의 시스템이다. 이 새로운 시스템은 해상에 있는 선박에 다가간 후, 모바일하버에 설치된 크레인을 이용하여 선박에 컨테이너를 직접 상, 하역작업을 하도록 고안되었다. 모바일하버용 크레인은 컨테이너를 이송하는 장치로써 그 중요성이 매우 크다. 본 연구에서는 모바일하버용 크레인의 형태들을 제시하고 각 형태에 따른 구조최적설계를 실시하였다. 불안정한 해상으로부터 발생되는 횡동요 및 종동요와 바람에 의한 풍하중을 최적설계의 하중조건으로 하였다. 또 한국선급 및 각각의 규정들을 최적설계의 제한조건으로 하여 규정을 만족하면서 경량화된 크레인 구조를 최적화하였다.

• 한국안전학회지
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• 제33권4호
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• pp.90-97
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• 2018

As the result(also after it's been carried out the damping force test with 800ea lateral dampers of 50ea trainset from entering heavy maintenance workshop to implement heavy maintenance inspection cycle, there were 86.25%(650ea) which were out of $350kg{\pm}15%$ of the standard value of damping force compared to the reference value. After the implementation of heavy maintenance inspection cycle, it's been examined damping force test with total samples 32ea(samples 8ea per a trainset) from actual running EMU 4ea trainset. As the result, percent defective was 84.4%(27ea), which was a very high level. System. The lateral damper's the failure cause of damping force defective was oil leakage caused by tearing crack of oil seal and foreign material in oil iron 473 ~ 1932 times higher than that of new oil, copper 36 ~ 98 times higher than that of new oil reduced oil amount cycling damping valve. It resulted from the change cause of damping force. In the static analysis on the shape of lateral damper oil seal's the existing and improved product, the stress of the improved product was smaller than that of the existing product. In the fatigue analysis, the existing product showed a low life in the upper area. However, in case of the improved product, it could be confirmed that the destruction did not occur up to the specified 1.0e + 006 cycles and the lifetime was further improved in most areas.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.105-111
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• 2003

승용차의 휠은 타이어와 차체 무게를 지지하며, 회전력과 정지력을 노면으로 전달한다. 휠의 경량화는 차량의 연료효율에 효과적이므로, 스틸휠이 무게를 최소화하도록 디스크 홀이 형상을 최적화 하였다. 설계모델은 Pro/ENGINEER를 사용하여 설정하고, 설계모델의 해석은 ANSYS를 이용하였다. 범용 소프트웨어간의 직접적인 자료의 전달이 어려우므로 두 프로그램을 병합 사용하기 위해, 반응표면법을 이용한 근사함수를 구하였다. 5수준의 요인배치법의 실험값을 사용하여 최대응력과 최대 변위를 추출하였다. 초기 모델은 14인치 승용차용 스틸휠을 사용하였고, 디스크 홀의 폭을 설계변수로 선택하였다. 순차이차계획법과 활성화제약조건을 사용하는 PLBA(Pahenichny-Lim-Belegundu-Arora) 알고르즘을 이용하여 최적해를 구하였다.