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전광우(Kwang Woo Jeon),신광복(Kwang Bok Shin),김정석(Jung Seok Kim) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.8
본 논문은 4-매 주자직 유리섬유/에폭시 적층 복합재가 적용된 철도차량 경량 대차프레임의 피로 수명 및 강도 평가에 대해 기술한다. 대차프레임 경량화 재질로 적용된 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재료의 피로특성 평가를 위하여 경사, 위사 그리고 0°/90° 방향으로 적층된 시험편에 대하여 인장-압축 피로시험을 수행하였다. 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재료의 피로시험은 5Hz의 주파수, -1의 응력비(R), 107의 피로수명을 갖도록 하였다. 또한, JIS E 4207의 하중조건에 따른 대차프레임의 피로강도 평가를 Goodman 선도를 통하여 수행하였다. 유리섬유/에폭시 적층 복합재 경량 대차프레임의 피로수명 및 강도 평가기준을 만족하였으며, 무게를 고려할 경우 기존 대차프레임 재질인 SM490A 금속재에 비하여 우수한 피로특성을 갖는다. We describe the evaluation of the fatigue life and strength of a lightweight railway bogie frame made of glass fiber/epoxy 4-harness satin-woven composites. To obtain the S-N curve for the evaluation of the fatigue characteristics of the composite bogie frame, we performed a tension-compression fatigue test for composite specimens with different stacking sequences of the warp direction, fill direction, and 0°/90° direction. We used a stress ratio (R) of -1, a frequency of 5 Hz, and an endurance limit of 107. The fatigue strength of the composite bogie frame was evaluated by a Goodman diagram according to JIS E 4207. The results show that the fatigue life and strength of the lightweight composite bogie satisfy the requirements of JIS E 4207. Given its weight, its performance was better than that of a conventional metal bogie frame based on an SM490A steel material.
Development of a Power Assistive Device Controller with User Intention Detection for Fire Fighters
전광우(Kwang Woo Jeon),이재열(Jae Youl Lee),최재연(Jae Yeon Choi),정구봉(Goo Bong Chung),유재관(Jae Kwan Ryu) Korean Society for Precision Engineering 2019 한국정밀공학회지 Vol.36 No.7
This paper describes the development of a power assistive device controller with user intention detection for fire fighters. In order to detect the intention of users, an F/T sensor frame was designed for the power assistive device controller. Using the numerical approach, each directional strain value of the F/T sensor frame was evaluated singly to determine the optimum point to mount the strain gauge under varying load conditions. The numerical analysis was conducted using the commercial program Ansys v11.0. The finite element model for the F/T sensor frame consisted of 37,547 elements and 157,154 nodes. A sensor bonding device and calibration jig were designed for the F/T sensor frame. In an effort to obtain the decoupling matrix for the F/T sensor frame of the proposed power assist device, calibration tests were conducted in the x-direction, y-direction, z-direction, My-direction and Mz-direction. In addition, the operating system was tested using the power assistive device controller that comprised of the F/T sensor frame.
충격위치와 심재적층각도에 따른 하니컴 샌드위치 패널의 저속충격 특성 연구
전광우(Kwang-Woo Jeon),신광복(Kwang-Bok Shin),고희영(Hee-Young Ko),김대환(Dae-Hwan Kim) 대한기계학회 2009 大韓機械學會論文集A Vol.33 No.1
In this paper, a study on low-velocity impact response of honeycomb sandwich panels was done for the changes of impact location and core fabrication angles. The test specimens were made of glass/epoxy laminate facesheet and aluminum honeycomb core. Square samples of 100㎜ and 100㎜ sides were subjected under low-velocity impact loading using instrumented testing machine at three energy levels. Impact parameters like maximum force, time to maximum force, deflection at maximum force and absorbed energy were evaluated and compared for the changes of impact location and core fabrication angle. The impact damage size were measured at facesheet surface by 3-Dimensional scanner. Also, sandwich specimens after impact test were cut to analyse the failure mode.
KTX 고속열차 안티롤바 너클부의 동특성 및 구조 안전성 평가
전광우(Kwang Woo Jeon),신광복(Kwang Bok Shin),김진우(Jin Woo Kim),정연일(Yeon Il Jeong) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.8
본 논문은 KTX 안티롤바 너클부의 동특성 및 구조 안전성 평가를 위해 시험 및 수치적 방법을 사용하였다. 시험적 방법에서는 KTX와 KTX-산천 안티롤바 너클부의 동특성을 비교 평가하기 위해 호남선의 운행환경을 고려한 가속도 및 변형률 데이터를 각각 측정하였으며, 수치적 방법에서는 너클부에 대해 LS-DYNA 3D를 사용하여 구조 안전성 평가를 수행하였다. 이때 해석에 사용된 유한요소모델은 시험과 비교평가를 통해 신뢰성을 검증하였다. 수치해석 결과, 얇은 금속판 및 고무의 적층구조로 이루어진 너클부의 응력 및 속도장이 너클과 커넥팅로드 사이의 상대적 접촉 감소로 인해 두꺼운 강재로만 이루어진 너클부에 비해 좀 더 완화된 경향을 보였다. 그 결과 얇은 금속판과 고무로 구성된 너클 구조가 반복적인 외력 하중하에서 KTX 안티롤바의 탄성거동을 허용하여 동적 거동하의 구조적 안전성을 향상시키기 위한 최선의 방법임을 확인하였다. To evaluate the structural integrity and dynamic characteristic of the knuckle part of a KTX anti-roll bar, an experimental and a numerical approach were used in this study. In the experimental approach, the acceleration and strain data for the knuckle parts of the KTX and KTX-SANCHUN anti-roll bar were respectively measured to evaluate and compare its structural dynamic characteristics under the operating environments of the Honam line. In the numerical approach, the evaluation of its structural integrity was conducted using LS-DYNA 3D, and then, the reliability of the finite element model used was ensured by a comparative evaluation with the experiment. The numerical results showed that the stress and velocity field of the knuckle part composed of a layered structure of a thin steel plate and rubber were more moderate than those of the knuckle part made of only a thick steel block owing to the reduction of relative contact between the knuckle and the connecting rod. It was found that the knuckle part made of a thin steel plate and rubber was recommended as the best solution to improve its structural integrity resulting from the elastic behavior of the KTX anti-roll bar being enabled under a repeating external force.
운영환경을 고려한 KTX 안티롤바의 구조동특성 계측시험 평가 및 너클부의 표면피로마모 감소방안 연구
장형진(Hyung Jin Jang),전광우(Kwang Woo Jeon),신광복(Kwang Bok Shin),김진우(Jin Woo Kim),김대식(Dae Sik Kim),정연일(Yeon Il Jeong) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10
본 연구는 KTX 안티롤바 너클부의 표면피로마모 특성을 개선하기 위하여 시험 및 수치해석적 방법을 사용하였다. 실험의 경우 KTX 안티롤바의 강재너클 구조와 KTX-산천의 얇은 금속판과 고무가 층을 이루는 탄성너클 구조에 대해 호남선의 운행환경을 고려한 구조동특성을 비교 평가하였다. 이때, 가속도 및 응력 데이터를 각각 측정하였다. 시험결과 분석을 통해 안티롤바 커넥팅로드의 홀 사이즈 증가가 요구되나, KTX 안티롤바 너클구조의 표면피로마모를 감소시키기 위한 최선의 해결책으로 탄성너클 구조가 제안되었다. 수치해석의 경우 KTX 안티롤바 강체 및 탄성너클 구조에 대해 LS-DYNA3D를 사용하여 구조동특성 해석을 수행하였으며, 시험과 비교평가를 통해 사용된 유한요소모델의 신뢰성을 확보하였다. 수치해석 결과 강체너클이 적용된 안티롤바의 응력 및 속도장 보다 탄성너클 구조가 너클과 커넥팅로드 사이의 상대적 접촉이 감소하여 응력 및 속도장이 좀 더 적정한 것으로 나타났다. 따라서, KTX 안티롤바에 탄성너클 구조의 적용이 표면피로마로 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다. In order to improve the surface fatigue wear property of the knuckle part of KTX anti-roll bar, the experimental and numerical approach was used in this study. In the experiment, acceleration and stress data for the steel knuckle structure (rigid knuckle) of KTX anti-roll bar and the thin steel plate/rubber layeredknuckle structure (elastic knuckle) of KTX-SANCHUN anti-roll bar, respectively, were measured to evaluate and compare its structural dynamic characteristics under operating environments of Honam line. Through the analysis of the results of the experiment, the elastic knuckle structure was suggested as best solution to reduce the surface fatigue wear of the knuckle structure of KTX anti-roll bar, although the hole size increase for connecting rod of anti-roll bar was required. In the numerical approach, the structural dynamic analysis using LS-DYAN3D was conducted for the rigid and elastic knuckle structure of KTX antiroll bar, and the reliability of the used finite element models was ensured by comparative evaluation with experiment. The numerical results showed that the stress and velocity field in the elastic knuckle structure more moderated resulting from the reduction of relative contact between the knuckle and connecting rod than the stress and velocity field in anti-roll bar to which the rigid knuckle was applied. Therefore, it is expected to improve its surface fatigue wear characteristics due to the application of the elastic knuckle structure of KTX anti-roll bar.
패시브형 어깨 근력보조 엑소수트 개발과 이를 위한 효과도 분석
손소은(So-Eun Son),전광우(Kwang-Woo Jeon),정현준(Hyun-Joon Chung) 대한기계학회 2022 大韓機械學會論文集B Vol.46 No.6
중공업과 항공산업을 포함한 다양한 산업현장에서 노동자들의 작업은 어깨를 이용한 반복작업으로 진행된다. 이러한 반복작업이 장기화되면 근골격계 질화을 발생시키며, 근육 피로를 호소하고 있다. 따라서 근골격계 질환을 예방하기 위해 근육의 피로를 줄여줄 수 있는 어깨 근육지원에 대한 엑소수트 수요는 계속 증가하고 있다. 이를 보완하기 위해 엑소수트를 개발해 근력을 지탱하고 있지만 실제 근로자가 착용할 때 이질성이나 불편함이 있어 적용이 어렵다. 본 연구에서 어깨 모듈은 불편함을 해소하기 위해 수동으로 근육을 지지하는 방법으로 개발되었으며, 전신 연결보다는 모듈식으로 제작하여 탈/착 및 사용이 편리하도록 설계되었다. 본 논문에서는 제작된 수동형 어깨모듈 엑소수트를 착용한 후 어깨에서 작업하는 피실험자의 선호도를 조사하여 개선점을 확인했다. Repeated stress is imposed on the shoulders of workers at various industrial sites including those of the heavy industry and aviation industry. Prolonged repetitive work causes muscle fatigue and thereby, affects the occurrence of musculoskeletal disorders. Therefore, the demand for exosuits for shoulder-muscle support continues to grow. These can reduce muscle fatigue. To compensate for this, exosuits have been developed to assist muscle strength. However, it is difficult for a worker wearing an exosuit to apply it. This is owing to heterogeneity or inconvenience. In this study, the shoulder module was developed as a passive muscle-support method for muscle assistance to relieve discomfort. For convenient use, it was designed as a modular unit rather than full-body connection. We also investigated subjects preferences in working on the shoulder after wearing the passive shoulder-support exosuit fabricated in this study. We achieved improvements.