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- 저자 : 배규현 (검색결과 5 건)
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압전구동기를 이용한 마이크로 스테이지의 동적모델링 및 성능 개선
배규현 금오공과대학교 일반대학원 2010 국내석사
This thesis presents the dynamic model and performance improvement procedure for a micro-stage with a displacement magnification mechanism which consists of flexure hinges, lever mechanisms and piezoactuators. Micro-stages often employ piezoactuators of which inherent hysteretic characteristics introduce a nonlinear behavior into the stages. While the proposed micro-stage provides large displacement, it is often subjected to severe residual vibration because of little damping engaged in the displacement magnification mechanism. Although input shaping method is useful to eliminate such residual vibration from the system, it proves to be ineffective when a large input is applied to the system due to the presence of hysteresis in the actuators. The present thesis investigates the dynamic characteristics of the system which includes piezoactuator hysteresis properties. The simulation results show that the actuator hysteresis can change the performance of input shapers and the employment of robust input shapers can effectively compensate the hysteresis-caused performance deterioration of input shaper. The experimental study proves that the input shaping technique can improve the performance of the micro-stage using piezoactuators.
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각접촉 볼베어링으로 지지된 스핀들 시스템의 모델링과 응답 해석에 관한 연구
배규현 금오공과대학교 대학원 2017 국내박사
Spindle is an important part of machine tools. Angular contact ball bearings(ACBBs) are widely employed for spindle systems because of their sustainability against both radial and axial loads, as well as their high precision and high-speed durability. However, they have complicated properties in regard to rotational speed, axial and radial loads. This thesis presents a dynamic modeling method for spindle-bearing systems and its applications for spindles supported by angular contact ball bearings. To this end, a dynamic model for the spindle systems with ACBBs was developed. The ACBBs model was based on de Mul’s model, and the spindle shaft system model was based on the Timoshenko FEM model. The developed spindle-bearing model was validated by comparison with a commercial program. The dynamic characteristics of spindle-bearing systems are often complicated due to the load and rotational speed dependent stiffness matrix of bearing. This thesis proposes an effective modeling method for spindle systems that takes advantage of the effective load center for ACBBs, The effective load center is defined as the point at which the extended line of contact between the ball and inner race crosses the shaft center line. Instead of utilizing the full 5x5 stiffness matrix, the proposed modeling method adopts only radial stiffness at the effective load center to represent bearing stiffness. A simulation study was made to show the accuracy and potential error sources in the proposed modeling method. An extensive method was proposed to improve the effective modeling method. Various characteristics of the spindle system are analyzed using the developed model. This thesis mainly analyzed the characteristics of response and fatigue life of high-speed spindle. Numerical studies are performed to investigate the asynchronous response due to the shape error of bearings and the axial displacement of the shaft that affects the accuracy of the spindle at high speed rotation. Simulation performed the influence of the misalignment of the spindle axis which affects dynamic characteristics to the system and the fatigue life of the bearing. The axial displacement of the spindle affects the precision of the machine tool. Prediction of axial displacements is necessary in the operation of the machine tool. This study deals with the axial displacement caused by the rotational speed-dependent effects such as centrifugal force and gyroscopic moments. Numerical examples are presented to show the effects of centrifugal force and gyroscopic moment on the axial displacement. The proposed model is also validated with an experimental result. The geometrical errors in inner and outer races introduce asynchronous excitation to spindle systems. The asynchronous response functions are defined by using the finite element dynamic model for spindle-bearing systems. Three examples are provided to illustrate the simulation procedure as well as to investigate the run-out in a spindle due to inner and outer race errors. The dynamic characteristics of a spindle with ACBBs regarding angular misalignment are also investigated. Angular misalignment is proved to introduce anisotropy into the angular contact ball bearings and then split the natural frequencies in spindles. Simulations are also performed to show the possibility of evaluating bearing misalignment by natural frequency measurements. This thesis presents the fatigue life analysis for ACBBs which are subjected to angular misalignment effects. Angular misalignment turns out to have a great effect on the quasi-static characteristics and fatigue life of ACBBs.
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지적장애학생의 휴식시간 및 점심시간의 신체활동 내용분석
이 연구의 목적은 지적장애학생의 학교에서의 자유시간인 휴식시간 및 점심시간의 신체활동 종류 및 신체활동수준을 조사하여 지적장애학생의 학교에서의 신체활동 내용을 분석하고 성별 및 활동시간 간의 관계를 규명하는 것이다. 이 연구목적을 달성하기 위하여 연구 대상은 특수학교에 재학 중인 지적장애 남학생 53명, 여학생 31명으로 총 84명을 무선 표집하여 휴식시간 및 점심시간에 행해진 활동 그리고 일주일에 대한 신체활동수준을 측정하였다. 연구결과는 다음과 같았다. 첫째, 학교에서 휴식시간의 성별 주요 신체활동/비신체활동을 살펴본 결과, 남자의 경우, 돌아다니기 활동이 가장 많았고, 여자의 경우는 이야기하기가 가장 많은 것으로 나타났다. 둘째, 학교에서 휴식시간의 주요 신체활동/비신체활동과의 신체활동수준에 대한 카이자승 검증결과 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 셋째, 학교에서 점심시간의 성별 주요 신체활동/비신체활동을 살펴본 결과, 남자의 경우, 운동이 가장 많은 것으로 나타났고, 여자의 경우는 이야기하기가 가장 많은 것으로 나타났다. 넷째, 학교에서 점심시간의 주요 신체활동/비신체활동과의 신체활동수준에 대한 카이자승 검증결과 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 다섯째, 신체활동 시간별(휴식시간, 점심시간) 및 성별에 따른 신체활동량(IPAQ 점수)에서 남자의 점심시간 활동량이 가장 많은 것으로 나타났고 그 다음은 여자의 휴식시간 활동량인 것으로 나타났다. 여섯째, 신체활동 시간별 및 성별에 따른 신체활동량에 대한 상호작용 효과에 대한 분산분석 결과, 신체활동 조건에 따라 신체활동량에 차이가 있는 것으로 나타났고 성별에 따라 신체활동량에 차이가 있는 것으로 나타났으며 신체활동 시간별 및 성별에 대한 상호작용 효과는 통계적으로 유의하지 않는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 지적여학생들이 대부분 비활동적인 활동들로 휴식시간과 점심시간을 보내고 있는 것으로 조사되어 여학생들의 신체활동수준을 향상시킬 수 있도록 다양한 내용과 수준의 신체활동 참여 기회가 마련되어야 할 것이다.
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