Heavy-weight head slides may cause excessive inertia impact & moment on the machine tool structure when they move or stop abruptly during operation. Consequently these inertia impact and unbalanced moment bring transient vibrations and rough sliding motions on the machine structure. Machine tool engineers have tried many kind of feed-slide designs in order to solve this problem; for example, the design optimization of the moving structure for minimum weight and maximum stiffness, box-in-box type slide design, and so on. In this article, force and moment equilibrium equations regarding to the inertia force & moment were derived for each one of a mold M/C's head slides. Furthermore, five different design configurations of head slide assembly were reviewed for its design improvement regarding to force & moment calculations and finite element structural analysis results.
The code static eccentricity model for elastic torsional design of structures has two critical shortcomings: (1) the negation of the inertial torsional moment at the center of mass (CM), particularly for torsionally-unbalanced (TU) building structures, and (2) the confusion caused by the discrepancy in the definition of the design eccentricity in codes and the resistance eccentricity commonly used by engineers such as in FEMA454. To overcome these shortcomings, using the resistance eccentricity model that can accommodate the inertial torsional moment at the CM, interactive relations between shear and torsion are proposed as follows: (1) elastic responses of structures at instants of peak edge-frame drifts are given as functions of resistance eccentricity, and (2) elastic hysteretic relationships between shear and torsion in forces and deformations are bounded by ellipsoids constructed using two adjacent dominant modes. Comparison of demands estimated using these two interactive relations with those from shake-table tests of two TU building structures (a 1:5-scale five-story reinforced concrete (RC) building model and a 1:12-scale 17-story RC building model) under the service level earthquake (SLE) show that these relations match experimental results of models reasonably well. Concepts proposed in this study enable engineers to not only visualize the overall picture of torsional behavior including the relationship between shear and torsion with the range of forces and deformations, but also pinpoint easily the information about critical responses of structures such as the maximum edge-frame drifts and the corresponding shear force and torsion moment with the eccentricity.
플랫 플레이트 구조의 외부접합부는 편심전단에 대해 비대칭형의 위험단면을 가지고 있으며, 위험단면의 길이가 내부접합부 보다 작고 중력하중과 횡하중 모두에 의해 편심전단응력이 발생하게 되므로 뚫림전단파괴에 대해 대단히 취약하다. 외부접합부의 거동은 대단히 복잡하며 또한 구조해석에서 사용하고 있는 강도모델이 부적합하기 때문에, 현 설계기준은 실험결과를 정확히 설명하고 있지 못하다. 본 연구에서는 이러한 현 설계기준의 미비점을 보완하기 위하여 슬래브-기둥 외부접합부에 대해 비선형유한요소해석을 수행하였다. 외부접합부에서는 횡하중의 재하방향에 따라 거동 및 최대강도가 상이하며, 해석결과에 근거하여 하중재하방향 별로 외부접합부에 대한 강도모델을 제안하였다. 제안된 강도모델은 실험결과와의 비교를 통해 검증되었다.
플랫 플레이트 구조는 다른 구조형식에 비하여 매우 경제적인 구조형식이다. 그러나 횡하중을 받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥 접합부의 뚫림전단파괴에 대해 취약하다. 플랫 플레이트 구조의 외부접합부는 편심전단에 대해 비대칭형의 위험단면을 가지고 있으며, 위험단면의 길이가 내부접합부 보다 작고 중력하중과 횡하중 모두에 의해 편심전다응력이 발생하게 되므로 뚫림전단파괴에 대해 매우 취약하다. 이에 본 논문에서는 플랫 플레이트 외부접합부의 실험결과와 기존 데이터를 바탕으로 ACI 318-05와 CEB-FIP MC 90의 설계기준식을 비교한 결과 편심전단응력, 불균형모멘트에 대해서 CEB-FIP식이 더 정확했고 형상비의 영향은 기둥 형상비가 큰 경우에는 기준식의 적용성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 중력전단력비의 영향은 기준식의 제안을 만족하였으나 설계 기준에서는 단순히 중력전단비만 고려하고 있어서 다른 설계조건 변화에 따른 차이를 고려할 필요가 있다.
횡하중을 받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥 접합부의 뚫림전단파괴에 대해 취약하며, 이러한 접합부의 취성적 파괴를 방지하기 위해 접합부의 강도 및 연성능력이 반드시 확보되어야 한다. 그러나 플랫 플레이트 시스템의 거동은 대단히 복잡하고 실제 하중재하방식과 경계조건을 정확히 실현하기는 매우 어려우므로, 이전의 실험연구로부터 강도 및 연성능력에 대한 신뢰할 만한 실험결과를 얻기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 이러한 실험연구의 어려움을 보완하기 위하여 연속 플랫 플레이트의 내부 접합부에 대해 수치해석 연구를 수행하였다. 이를 위해 비선형 유한요소해석을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였고, 기존의 실험결과와의 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다. 변수연구를 통하여 접합부 주위의 휨모멘트, 전단력, 비틀림모멘트의 변화를 분석하였고, 분석결과에 근거해서 기존 설계방법에서 개선되어야 할 사항을 검토하였다. 본 연구결과는 후속논문에서 불균등 휨모멘트를 받는 접합부에 대한 설계방법을 개발하는데 사용될 것이다.
횡하중을 받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥 접합부의 취성 전단파괴에 대하여 취약하며, 이러한 접합부의 취성적 파괴를 방지하기 위해 접합부의 강도 및 연성능력이 반드시 확보되어야 한다. 그러나 이전 연구에 의하면 현행 설계기준이 플레이트-기둥 접합부의 강도를 정확히 예측하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서는 비선형 유한요소해석을 이용한 변수연구를 내부 접합부에 대해 실시하였으며 수치해석 결과에 근거하여 접합부에 대한 설계방법을 개발하였다. 접합부 주위의 위험단면에서는 중력하중과 횡하중에 의해 발생된 휨모멘트와 전단력이 공존하며, 이 휨모멘트와 전단력의 상호작용을 고려하여 최대 허용편심전단응력을 제안하였다. 제안된 강도모델은 현 설계기준에 비하여 접합부의 강도를 보다 정확히 산정 할 수 있으며, 연속 슬래브에 대한 비선형 해석결과와 기존의 실험결과와의 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다.
This paper describes real-time unbalance moment compensation method for line of sight(LOS) stabilization control systems. The factors of system inertia, frictions and unbalance moment affect the control accuracy of drive systems that are equipped to on the move(OTM) platforms requiring LOS stabilization function. In case of the unbalance moment among those factors is continuously changed as variation of relative angle between gravity vector and drive torque vector. Then, consideration of the effect in real-time is very complicate. Therefore, its effect should be designed to be minimized, however, designing it almost zero is impossible in real condition. In other words, it is hard to achieve target performance overcoming stability issue of highly unbalanced systems. To solve these problems, this paper proposes calculation method of unbalance moment by using measured sensor data for LOS stabilization control and its use for control compensation. Also, kinematical converting process and control structure for compensation are explained. The effectiveness of the proposed method as variation of unbalance moment is verified under simulation circumstance modeled by assuming LOS control system with 2-axis gimbal structure.
In this paper, a redesigned guidance and control system for a lunar lander is presented. In past studies, the authors developed a trajectory and attitude control system which achieves the vertical soft landing on the lunar surface. It is confirmed that the system has a good tracking ability to a predefined profile and good robustness against a thruster failure mode where a partial failure of clustered engines was assumed. However, under the previous control laws, the landing point tends to be shifted, in response to the system parameter values, from a target point. Also, an unbalanced moment due to a thruster failure mode was not considered in the simulation. Therefore, in this study, the downrange control is added to the system to enable the vehicle to land at a pre-assigned target point accurately. Furthermore, inhibiting the effect of the unbalanced moment is attempted thorough redesigning the attitude control system. A numerical simulation was performed to confirm the ability of the proposed system with regard to the above problems. Moreover, in the past simulations, a low initial altitude was assumed as an initial condition: in this study, however, the performance of the proposed system is examined over the whole trajectory from an initial altitude of 10 [km] to the lunar surface.
Recently, as the marine compressor power is increased, vibration problems on the marine vessel with V/W type reciprocating compressor have been occurred. A research on the balancing of marine V/W type reciprocating compressor has hardly been reported though a number of researches on the balancing of rotating machinery have been conducted. As a V/W type compressor has high capacity with long stroke, compact size and high center of gravity, It is easy to have a vibration problem by a little bit unbalanced force and moment. In this study, calculation methods for balance weight of the V/W type reciprocating compressors, which have different piston weight and asymmetry structure, are formulated. And their reliability were verified by comparing calculated balance weight with the experimental results of the real marine V/W type reciprocating compressors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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