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기계 > 기타 에너지·환경기계
엔진 흡기 시스템은 흡입 공기 중의 부유 입자가 엔진 내에 들어와 실린더 라이너와 피스톤의 마멸을 방지하는 것을 주목적으로 하고 있으며, 최근에는 소음 저감의 요구가 높아짐에 따라 엔진 흡기 시스템 전후에 있는 레조네이터와 합쳐 흡기 소음 저감의 기능이 중요해지고 있다. 또, 성능 향상을 위해 통기 저항을 작게 하는 것도 요구될 뿐만 아니라, 운행 환경이 양호한 승용차와는 달리 상용차의 경우에는 먼지와 같은 공기 중의 부유 입자의 제거가 매우 중요하다. 즉, 상용차의 경우 흡기 성능을 보장하기 위해서는 공기 청정기의 입자 제거 성능과 동시에 내구성을 만족시킬 수 있는 설계가 필수적이다. 이를 위해서는 흡기시스템 및 공기청정기의 형상에 따른 유동 특성이 파악되어야 한다. 이와 같은 필요성에 의해서 본 연구실에서는 디젤 엔진 공기 청정기의 유동 저항 및 공기청정기 내부의 유동 특성을 파악 할 수 있는 실험적방법을 개발하였으며 이 방법을 이용하여 압력 손실 및 입자 제거에 영향을 주는 요인을 파악한 후, 이를 바탕으로 성능 개선 방향을 제시하였다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 자동화 기술
공작기계의 이상상태 진단, 적응제어 등에 있어서 가장 기본적으로 예측되어야할 요소가 가공부하로 작용하는 절삭력이다. 또한 절삭력은 정밀가공에 기초가 되는 공구변형량과 채터 발생를 지배하는 주요 요소이므로 정밀한 절삭력 예측이 요구된다고 하겠다. 정면밀링은 다른 절삭공정에 비해 높은 금속제거율을 얻을 수 있으며 가공면도 우수하여 자동차, 항공우주, 조선 공업 등에서 널리 이용되는 가공 공정이다. 본 연구에서는 정면밀링의 절삭성능에 영향을 주는 가장 중요한 요소 가운데 하나인 공구경사각을 변화시킴에 따라 절삭력의 크기와 방향의 성분변화를 연구하였다. 선삭의 절삭력 예측에 사용되는 삼차원 절삭이론을 정면밀링 절삭기구에 확장 적용하여 공구경사각이 절삭력의 크기와 방향에 미치는 영향을 예측하고, 축방향 경사각과 반경방향 경사각을 변화시킨 특수 커터를 제작하고 실험을 수행하여 제시된 절삭력 예측 모델의 타당성을 검증하였다. 기존의 밀링 절삭력예측에 이용되어온 실험 의존적 성향이 짙은 비절삭저항 모델과 제시된 절삭력 모델을 비교하여 공구경사각에 따른 비절삭저항의 변화를 예측하였다. 또한 미변형 칩단면적과 주절삭력이 단순히 비례하지 않음을 삼차원 절삭모델을 적용하여 유도하였으며, 접선, 반경방향 절삭력과 기하학적인 절삭조건 만으로 축방향 적살력응 예측할 수 있음을 보였다. 이송율, 절삭속도, 절삭깊이에 따른 절삭력변화를 관찰함으로써 이들이 비절삭저항에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구 결과를 통해 정면밀링의 정밀한 절삭력 예측이 가능해 졌다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 자동화 기술
일반적으로 공작기계 주축계에 대해서 요구되는 기본적인 항목들로는 고강성, 고감쇠, 고회전정밀도, 저발열, 장수명 등이 있다. 최근에는 이러한 기능들과 함께 가공능률과 가공정밀도의 향상, 난삭재와 경합금의 고능률 절삭, 그리고 절삭과 연삭의 복합화 등을 도모하기 위해서 고속절삭을 실현할 수 있는 공작기계 주축계의 고속화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.본 연구과제에서는 이러한 공작기계 주축계의 발전동향을 고려하여 고속주축계의 동특성을 체계적으로 해석하고, 최적설계 조건을 도출할 수 있는 소프트웨어 시스템을 개발하는 데 그 목적을 두었다. 보다 정량적인 해석결과를 얻기 위해서 세장비(Slenderness Ratio)가 비교적 작은 주축은 Timoshenko 보이론으로 모델화하며, 주축 회전시 발생하는 자이로스코픽 효과(Gyroscopic Effect)를 고려한 유한요소 모델(Finite Element Model)을 적용한다. 특히 내장형 모터(Built-In Motor)를 사용하는 주축계의 경우에는 여러 장의 얇은 철심용 강판들로 적층된 내장형 모터의 회전부(Rotor)가 굽힘 변형 및 전단 변형에 대해서 상당 수준의 탄성적 효과를 나타내기 때문에 질량 효과 외에도 그 강성 효과를 수학적 모델에서 고려할 수 있도록 한다. 또한 공작기계 주축계의 모드 매개변수(Modal Parameter)인 고유진동수와 감쇠비, 그리고 진동 모드에 대한 주축 제원, 회전수, 베어링 지지특성, 베어링 간격, 주축 재료특성 등의 영향을 분석하여 주축계의 최적설계 조건을 도출하는 모듈을 다목적 최적화 기법(Multi-Objective Optimization Technique)을 토대로 구축다. 이러한 형태의 공작기계 주축계의 동특성 해석 및 최적설계 시스템은 공작기계 주계의 설계과정과 제작과정에서 야기되는 시행착오를 대폭 감소시킬 뿐 아니라 공작기계의 가공정밀도와 절삭능률을 향상시키는 데 기여할 것이다.
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- 2000-04-29
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기계 > 단위기계 요소부품
시스템크롤러(crawler)형 굴삭기는 버켓(bucket) 구동계 뿐만 아니라, 주행계까지도 유압으로 구동되어 진다. 특히 굴삭기 상부 몸체의 선회 운동과 굴삭기의 주행 운동은 모두 유압 모타로 이루어지는데, 유압 모타를 제동(brake)하는 동작에서 유압 모타를 브레이크용 펌프로 동작 시킬 수 있다. 유압 모타가 브레이크용 펌프로 동작함으로써 구동체의 운동에너지를 유압에너지로 변환할 수 있으며, 변환된 유압 에너지는 축압기(accumulator)에 저장한다. 구동체를 다시 가속할 때에, 저장된 유압 에너지를 이용함으로써 에너지를 절약할 수 있다. 에너지 재생 브레이크 시스템의 주된 연구 내용은 다음과 같이 구성된다. (1) 구동체의 브레이크 조작, 가속 조작 등과 연관되어지는 브레이크 시스템의 회로 구성 기술 (2) 에너지재생 브레이크 시스템의 정적 성능으로서 에너지 절약 효과에 관한 기술 (3) 에너지 재생 브레이크 시스템의 동적 성능으로서 가속 성능 향상에 관한 기술 (4) 엔진 스톨링(stalling) 방지 효과.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 자동화 기술
본 연구는 모올드 및 고정구의 경량화, 단순화하기 위한 연구를 수행하고자 한다. 이는 응력 해석에 필요한 하중 및 경계조건을 결정하고 컴퓨터 수치해석(FEM)을 이용한 시뮬레이션 방법을 확립한다. 나아가 확립된 해석기법을 이용한 시뮬레이션을 통하여 최적안을 결정하며 도면화한다. 한편, 기존 재질과 다른 목재, 엔지니어링 우드(engineering wood), 하니콤-셀(honeycomb shell)복합재 등의 신소재를 이용하는 방안을 실험 및 시뮬레이션을 통하여 검토하여 최적안을 검토하여 도면화한다.
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- 2000-04-29
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기계 > 단위기계 요소부품
물체가 서로 접촉하면서 상대적으로 운동할 때 발생하는 소음, 열, 진동 등의 문제는 일상생활은 물론 산업현장에서 많은 문제들을 야기시키고 있다. 일반적인 동적 기계요소에서 피할 수 없는 이러한 고체와 고체 사이의 미끄림 접촉현상은 마찰현상으로 이해되어지고 있으며, 따라서 마찰력의 극소화 실현을 통해 마찰/마멸로 인해 야기되는 각종 기계적, 경제적 및 에너지 손실문제를 해결하기 위한 여러 노력과 연구들이 꾸준히 진행되어져 오고 있다. 그러므로 일반적으로 마찰연구에 대한 궁극적인 목표는 어떠한 미끄럼 접촉상황에서도 마찰계수를 제어함으로써 고체간의 미끄럼 접촉시 발생하는 마찰력을 극소화시키는데 있다. 종합적으로 볼 때 마찰 및 마멸저감 기술은 모든 동적기계요소의 신뢰성을 비롯하여 수명과 성능을 향상시키는데 필수적이다. 따라서 자체적으로 저마찰 특성을 갖는 소재의 개발이 중요하며, 이에 앞서 마찰기구에 대한 정확한 이해가 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 마찰/마멸 저감기술 확보를 위한 연구로서 먼저 운동형태에 따른 금속고체간의 마찰/마멸 메카니즘에 대한 연구를 수행하였다.
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- 2000-04-29
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기계 > 가공기계 (L54)
금오공대 이종찬교수의 정밀가공연구실에서는 세라믹, 고경도 금형강, 특수강 등의 각종 난삭재 정밀가공 및 절삭·연삭 공구 개발에 필요한 연구장비를 갖추어 놓고 기업체의 필요에 따라 연구에 응하고 있다. 연구방법은 압전형 공구동력계를 이용하여 가공시 가공방향과 수직방향의 절삭(연삭)저항력을 측정하고, 공구 현미경, 영상현미경시스템, 전자주사현미경을 사용하여 공구의 마모상태, 마모량 및 마모 메카니즘을 분석한다. 가공표면은 표면조도계로 표면 거칠기를 측정하고, 전자주사현미경으로 표면의 형상변화 및 화학적 변화를 분석한다. 이러한 연구방법으로 이미 여러 가공업체 및 공구 제조업체와 산학협동을 통한 제품개발을 해온 바 있으며 그중 연삭숫돌, 다이아몬드 컷터 블레이드, CBN 볼엔드밀, 다이아몬드 휠 드레싱 스틱 등의 개발사례를 소개한다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 육상수송기계
차량 동역학 해석시에 많이 사용되는 대표적인 시스템으로는 ADAMS, DADS 등을 들 수 있다. 그러나 이러한 기존 시스템들은 매우 고가일 뿐만 아니라, 자동차의 주행특성을 해석할 때 필요한 많은 정보들이 실험값에 의존하기 때문에 자동차 모델을 변경할 때마다 다시 여러 가지 실험들을 수행해야 하고, 그 사용방법도 매우 복잡하다는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점은 자동차나 그 구성요소의 개념 설계단계, 또는 제어 알고리즘의 검증단계에서는 담당 엔지니어에게 매우 큰 부담을 주게 된다. 따라서 본 연구과제에서는 자동차의 몸체, 현가장치, 타이어, 구동장치, 조향장치 등에 대한 제원이나 제어방법을 GUI 환경에서 수정하거나 추가하는 것만으로 요구되는 자동차의 동적 거동을 신속하게 파악할 수 있는 자동차의 동역학 해석 시스템을 IBM PC에서 구현하는 데 일차적인 목표를 두었다. 특히 본 연구과제에서 개발하는 시스템은 다자유도 모델에 토대를 두고 있기 때문에 4륜 구동장치, 4륜 조향장치, 능동 현가장치, ABS 제동장치 등과 관련된 제어특성을 분석할 수 있으며, 시스템 사용자의 편의성을 고려하여 모든 정보의 입출력이 윈도우즈 GUI 환경에서 이루어지도록 컴퓨터 언어로는 Visual C++를 사용하고 있다. 또한 동역학 해석 및 제어 결과의 가시화를 위해서 솔리드 모델링 기법(Solid Modeling Technique)을 이용한 자동차의 실시간 3차원 주행 시뮬레이션 모듈을 포함하고 있다. 이러한 형태의 동역학 해석 시스템은 자동차의 주행성능 및 제어 알고리즘을 평가하기 위해서 소프트웨어와 하드웨어를 연계시킨 실시간 주행 시뮬레이터(Real-Time Simulator)의 국산화 개발에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
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- 2000-04-29
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기계 > 단위기계 요소부품
다지 다관절 로봇손은 기계부품의 조립과 같이 다양한 물체를 다루어야하는 작업 상황, 원격제어(teleoperating) 기술을 이용하여 인간이 접근할 수 없는 극한 상황에서 기계를 조립해야만 하는 상황 등에 응용이 필요하며, 특히 재활의학에 있어서, 손이 절단된 장애자에게 인간의 손과 유사한 형태와 기능을 갖는 인공의수(prosthetic hand)에 관한 연구를 유사한 분야라고 생각할 수 있다. 산업현장에서 사용되는 단순한 형태의 집게나 gripper 혹은 chuck등과 달리 다지 다관절 로봇손(multi-fingered, multi-jointed robot hand)은 로봇 매니퓰레이터의 유연성과 응용성을 향상시켜줄 수 있다. 본 연구실에서는 다지 다관절 로봇손의 설계와 제어에 관한 연구를 수행하고 있으며 특히 텐던(tendon)에 의한 장력구동형 로봇에 관해서는 수차례에 걸쳐서 제작, 제어, 응용을 하여본 경험이 있다. 대개 자유롭게 로봇손이 물체를 파지하기 위해서는 4자유도 이상의 손가락을 4개이상 가져야 할 것이 요구되며 이상과 같은 구조를 갖는 로봇 손을 인간형 다지 다관절 로봇손(anthropomorphic multi-fingered multi-joined robot hand)이라고 하며 본 연구실의 주된 연구대상이다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 자동화 기술
기계설비의 자동화, 공작기계의 고급화 등으로 인하여 여러방향의 힘과 토오크를 정확하게 측정하여야 할 필요성이 증가하고 있으며 이에 대한 응용분야가 확대되고 있다. 다축 로드셀은 기술집약적인 제품이므로 가격이 대단히 고가이어서 적극적인 활용이 어려운 실정이다. 스트레인 게이지를 사용하는 다축 로드셀은 감지부의 구조가 비교적 간단하고 한 몸체로 제작할 수 있어 오차가 작고 선형성이 좋다. 다축 힘/토오크 센서는 하중간의 상호영향이 크기 때문에 이를 최소화시킬 수 있는 적절한 설계방법과 정확한 특성시험이 필요하다. 다축로드셀을 개발하기 위하여는 구조고안, 변형해석, 치수설계, 스트레인 게이지의 위치 결정 및 브리지회로 구성 등의 설계과정과 감지부 가공, 스트레인 게이지 부착 및 회로구성, 조립 등의 제작과정과 특성을 평가하는 특성시험과정이 순서대로 진행되어야 한다. 연구자는 각 과정에 대한 충분한 경험을 가지고 있고 단축로드셀 개발, 디지탈 토오크 렌치 및 교정기 개발, 소형 토오크 셀 개발 경험이 있으며 3분력 로드셀과 소형 6축 힘/토오크 셀을 개발한 경험이 있다. 또한 로드셀의 응용분야에도 관심이 있어서 weighing bridge, 의료기기 등에 대한 로드셀의 적용에 대한 연구도 계속될 계획이다.
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- 2000-04-29
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기계 > 단위기계 요소부품
기존 2단 기계식 주차설비중 피트식 및 승강횡행식의 경우는 지면을 파내어 설치하는 반매립식 고정 구조물로서 동력에 의한 와이어 승하가 방식을 채택하고 있기 때문에 사고의 위험성이 상존해 있을 뿐만 아니라, 안전장치 미흡 등으로 미사용 방치 상태의 사례가 빈번하다. 이웃나라 일본의 경우는 주차 설비 수요중 80%가 2단 기계식 주차장임을 감안할 때 국내에서도 최근 주차난의 심각성에 다른 대책의 일환으로 국내 법규에 맞는 제품의 개발이 절대적으로 필요하다. 이에 동연구자는 산학 공동 연구 개발을 하고 있는 (주)대영(경남 사천시 곤양면 서정리 1129-5)과 함께 旣개발 품인 X형 카리프트(X-type car lift)를 응용하여 상기 주차설비의 문제를 보완한 1 대의 주차 공간에 2대를 주차할 수 있는 설비를 개발하려고 한다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 육상수송기계
현재 일상생활에서 접하는 자동차의 부품이나 산업 현장에 쓰이는 기계 부품은 사용 목적에 따라 부품 재료의 모재와 표면의 기계적 특성이 달라야 할 때도 있으며 부품 사용 환경에 맞는 특수한 기계적 특성을 갖도록 가공함으로써 생산비용 절감과 고품질화된 제품을 생산할 수 있다. 그러나 기존의 가공 방법은 표면에 전단력이 작용하는 경우 코팅층이 이탈하고 가공 공정시 넓은 열 영향 범위로 인하여 뒤틀림이 발생하는 단점이 있었다. 레이저 클래딩기술은 필요한 국부적인 부분을 사용 환경에 요구되는 기계적 특성을 가진 재료를 녹여 붙여 표면 개질 함으로써 사용 환경에 적합한 기계적 특성을 지닌 부품을 생산하는 기술이다. 레이저 클래딩 시스템은 금속 분말을 공급해주는 장치와 가공 부품 이송 테이블 및 고출력의 레이저가 필요하며 이종 금속을 용융 접합시키는 것이므로 금속 분말의 특성, 이송 테이블 속도, 분위기 가스의 영향, 모재의 반사 정도 등의 가공 변수에 관한 연구가 필요하다. 레이저 클래딩에 있어서 금속 분말의 공급 비율 및 속도는 클래드의 형상, 기공(porosity), 희석(dilution) 및 코팅 층과의 접합 구조를 결정하는 중요한 가공 변수이므로 금속 분말 자동공급장치는 압축 가스 이송 방식을 적용하여 정밀 제어가 가능하도록 설계 및 제작하였으며 레이저 클래딩 가공실험을 하였다. 본 연구에서 고출력의 2.8kW CO2레이저와 독자적으로 설계 및 제작한 금속 분말 자동공급장치를 이용한 결과 레이저를 이용하여 클래딩을 하였을 때 기존의 방법인 용사법(thermal spray)비하여 공정시간 단축과 표면접합이 우수한 표면 층을 얻게 되었다. 또한 레이저 클래딩 가공 시스템은 금속 분말만 바꾸면 언제든지 다른 특성의 우수한 부품을 얻을 수 있으므로 다품종 소량 생산에 적합하며 응용범위 또한 매우 넓다. 현재 여러 가지 금속 분말을 혼합하여 내열성 및 내마모성이 필요한 자동차 엔진 밸브시트에 본 기술을 적용 연구중에 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
사이크로이드 타입 하모닉 드라이브(Cyclod -harmonic drive )는 기존의 하모닉 드라이브가 인볼류트 (involute gear)를 사용한데 반하여 사이크로이드 곡선을 이용한다. 인볼류트 곡선을 이용할 경우 치형의 치저부문에서 곡률이 작아져서 flexspline이 타원으로 변형시 응력이 매우커지게 되는 단점이있었다. 그러나 사이크로이드 형태는 치저부문에서 곡율이 크고 따라서 응력 집중 현상이 작게된다. 본 발명에서는 하모닉 드라이브 + 유성 감속기를 결합하여 1단에서는 유성감속기에 의해 1차 감속을 행하고 2단에서는 사이크로이드 하모닉에 의해 2차 감속을 하게한다. 현재의 하모닉 드라이브는 잇수가 많아야 되고 또한 치형이 작아서 공구의 마모도 대단히 큰 편이다. 이렇해 2단으로 감속 함으로서 사이크로이드의 잇수를 줄이고 모듀율을 크게 함으로서 기어의 연삭도 가능하게 된다. 또한 1차 감속기는 유성치차로 감속비를 쉽게 조절할 수 있고 입력 관성 모우먼트를 작게 할 수 있는 장점이 있다. 1차 감속기의 유성 캐리어에서 나오는 출력과 하모닉 입력 측 사이에 올담 커풀링을 삽입 함으로서 유성의 출력축과 하모닉의 입력축 Misalignment를 허용하며 또한 링기어와 Flexspline의 출력사이에도 올담 커플링을 함으로서 링기어도floating 상태로 두게된다. 이러해 함으로서 입력측 sun gear의 Misalignment를 허용한다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
본 연구팀에 의해서 개발된 면도날의 쾌속 연삭제조 방법은 구체적으로 특수하게 설계된 형상을 갖는 한 쌍의 연삭숫돌을 사용하고 숫돌의 회전축을 경사시킴으로서 얻어지는 피삭물과 숫돌과의 특이한 접촉형태를 이용하여 면도날의 제조 속도를 대폭 향상시키는 수법이다. 본 방식에 하면 임의로 설계된 볼록한 형상의 면도날이 단일 공정으로 제조 가능하게되며, 또한 공급되는 소재가 점진적으로 제거됨으로서 얻고자 하는 설계된 면도날의 형상이 얻어짐은 물론 숫돌의 각 부위에서 제거 단위가 미분화되어 최종 에지(edge) 부위에서의 버(bur)의 발생이 방지된다. 따라서 본 연삭 제조방법을 면도날의 제조에 적용함으로서 생산성의 증대와 더불어 품질의 향상을 통하여 일층 높은 가격 경쟁력이 확보된다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
일반적으로 연삭가공이 공작물의 최종 가공 작업으로 가공 면의 정밀도를 향상시키는 목적으로 사용되는 것에 반하여 공구로 사용되는 유연성(flexibility)을 지닌 연삭디스크의 경우는 선박 및 자동차산업분야에서 활발히 사용되는 가공작업으로 용접잔류물(bead)의 제거 또는 가공 후에 남는 가공잔류물(burr)의 제거에 사용되어 왔다. 특히 로봇의 end-effector에 장착하여 연삭공구의 가공자유도를 증가시켜 임의 형상을 가공할 수 있는 단계까지의 연구가 진행되고 있다. 특히 공구와 공작물간에 작용하는 연삭저항에 따른 가공물의 단계별 가공형상에 관한 예측이 가능하여 이를 활용하여 곡면부분을 제거하고 평면만을 취득할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있다. 또한 가공 중에 나타나는 가공공정변수값의 예측이 가능하여 생산성을 극대화할 수 있는 가공조건의 선정이 가능하다. 현재 직경 5, 7인치 크기의 공구가 자동차분야에서 널리 활용되고 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
수송기계, 정보 기기, 정밀 기기, 그리고 공정자동화용 기기 등에 많은 기구(mechanism)가 사용되고 있으며, 이러한 기구의 역할은 구동 부의 입력에 따라 정해진 출력을 오차 없이 반복적으로 제공하는 데 있다. 그러나 기구의 운동 특성은 대단히 비선형적 이어서 출력부의 원하는 운동을 설계자 임의대로 구현하기가 대단히 어렵다. 특히 수송기계나 공정자동화용 기기 등에 많이 쓰이는 3차원 기구는 주어진 설계에 대해 원하는 출력부의 변위, 속도, 가속도 등을 제어해야 하는데 기구가 가지는 고도의 비선형성으로 인하여 설계와 해석에 많은 애로를 겪고 있다. 본 연구의 목적은 기구설계에 있어서 설계자가 원하는 운동을 생성할 수 있는 일반적인 설계기법을 개발하는 것이다. 이를 위해서 기구의 형상에 관련된 설계변수들이 기구의 운동에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있는 기구학적 민감도해석을 통하여 설계자가 원하는 기구의 운동이 구현될 수 있도록 하는 최적설계기법을 개발하였다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
제철소나 화력발전소의 경우, 원료야적장에는 석탄, 코크스등 많은 원료들이 야적되어 있으며 강한 바람이 부는 경우 대기오염, 원료손실등과 같은 문제점이 야기된다. 본 연구에서는 야적원료의 비산을 방지하기 위한 대책의 일환으로 wind erosion될 때, 입자들의 비산mechanism에 대한 연구와 함께 방풍fence설치 유무에 따른 먼지 비산연구를 풍동모사 실험을 통해 수행한다. 이 연구를 통해 입자비산을 최소화시킬 수 있는 wind fence의 최적화 연구를 풍동실험을 통해 수행한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
가스 터빈 연소실내의 연소유동 등을 해석하기 위하여 비직교 일반좌표계를 사용하는 범용 연소유동해석 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 유한체적법에 근간을 둔 비엇갈림격자계를 사용하며 직교좌표 속도성분을 종속변수로 하였다. 연소모델은 무한반응속도의 1단계 비가역 반응을 고려하였으며, 밀도가중평균된 지배방정식을 고려하였다. Conserved Scalar의 확률밀도함수를 clipped gauss 분포로 가정하였다. 경계밀착 좌표계를 사용하는 본 프로그램을 검증하기 위하여 C형 디퓨저의 유동을 고려하였다. 속도벡터 및 난류운동에너지는 디퓨저의 휨에 따른 영향을 잘 나타내고, 휨이 끝나는 단면에서 2차 순환류 및 와류가 존재함을 알 수 있었으며, 단면에서의 속도는 실험결과와 잘 일치하였다. 본 프로그램의 연소해석능력을 검토하기 위하여 Bluff-body를 가지는 난류확산화염을 계산하였다. 계산결과는 실험결과와 마찬가지로 두 개의 재순환영역을 보였으며, 속도, 난류운동에너지, 온도 및 농도 등이 실험결과와 양호하게 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.
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- 2000-04-29
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기계 > 기타 자동화 기술
복합재료는 구조물의 경량화, 고강도화 및 고효율성 등의 잇점을 이용하여 큰 비강도, 비강성 등이 요구되는 기계구조물에 널리 이용되는 재료로서 항공기, 자동차 등의 수송기계뿐만 아니라, 고속운전이 요구되는 로봇팔 등의 산업기계에도 널리 이용될 수 있는 구조재료이다. 그러나 이들 구조물은 크기, 무게 등의 제한조건에 의해 충분한 구조적 특성을 얻을 수 없어 보강을 필요로 한다. 이들 보강방법중에는 I형, T형, H형 등의 빔요소가 보강재로 이용될 수 있으며, 샌드위치형태나, 혼합적층(Hybrid)방법 등을 이용하여 효과적인 구조특성을 얻을 수 있다. 원통쉘의 경우 보강재를 이용하여 길이방향 및 원주방향으로 보강을 할 수 있으나, 보강 방향에 따라 구조특성이 달라지며, 판의 경우 경계조건이나 형상비에 따라 보강하는 방향은 판의 구조특성을 크게 변화시킬 수 있다. 한편 과도하게 보강을 하면 구조물의 자중은 크게 늘어나며, 이로 인해 제작비가 증가하게 된다. 따라서 이와 같은 경계조건이나 기하형상 등의 영향을 분석하여 구조특성을 찾아 내여 효과적인 보강방법을 찾아야 한다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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기계 > 단위기계 요소부품
복합재료의 응용에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 복합재료는 기존의 재료에 비해 용접성이 떨어지므로 여러 개의 부품으로 구성되는 구조물에서 조립이 곤란하며, 일부분의 손상시에 수리가 어렵다. 이러한 어려움을 해결하기 위해서는 기존 재료에 적용하는 방법과는 완전히 다른 개념이 적용된다. 본 연구실에서는 현재 적용 가능한 여러 가지 체결방법과 부분 손상의 수리에 대한 실험 및 이론적 연구를 수행한 바 있다. 유리섬유 및 탄소섬유 복합적층판에 원공이 존재할 때 원공의 크기와 위치에 따른 응력집중 현상에 따른 파손을 실험적으로 고찰하였으며, 이로부터 이론적인 분석법을 개발하였다. 원공은 일반적인 복합재료의 체결시에 가장 일반적으로 적용된다. 따라서 산업현장에서 복합재료 구조물을 제작할 때 더욱 효과적인 설계 및 제작을 할 수 있다. 수리 방법에 따라 손상의 복구 정도가 다르게 나타났다. 경제성 뿐만아니라 환경보존 차원에서도 수리 기법에 대한 연구가 요구된다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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