적응형 듀얼레벨 로드리미터 개발

이인범(In Beom Lee),강신유(Shin You Kang),김석현(Seock Hyun Kim),유원화(Won Wha Ryoo) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.10

이 응용논문에는 적응형 로드리미터에 대해 기술되어 있다. 적응형 로드리미터는 안전벨트의 구성품 중 하나이며, 이는 승객의 다양한 체중과 키에 따라 하중량을 고하중과 저하중으로 변환시킬 수 있는 장치이다. 최근, FMVSS 208규정은 다양한 더미크기에 대해 엄격한 안전기준을 요구하고 있다. 이에 따라 우리는 고하중 조건과 저하중 조건 시 각각 더미에 흉부 상해정도를 알아보았고, 실험을 통해서 벤치마킹모델의 하중조건을 확인하였다. 이를 토대로 적응형 듀얼레벨 로드리미터를 개발하여 성능실험을 실시하였고, 유한요소해석을 통해 설계 개선점을 확인하였다. In this paper, the development of an adjustable load limiter is presented, which is a component of the seat belt. The adjustable load limiter is loaded at different levels for varied weights and heights of occupant. The recent regulation FMVSS 208 demands strict safety standards for different percentiles of dummy size. In this work, high- and low-level load conditions are proposed according to dummy scale and thoracic injury criteria. The suggested load conditions were verified by performing a sled test using the benchmark model. A dual-level load limiter has been developed on the basis of these tests. Experiments were conducted on the product performance, and finite element analysis was carried out; the results confirmed the points for improvement.

외부 환경변화와 국내 건설기업에 대한 조직구조 개선안 제시 프레임워크

이인범(Lee, In-Beom),이현수(Lee, Hyun-Soo),박문서(Park, Moon-Seo) 대한건축학회 2013 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.33 No.1

터보차저 공급 오일 압력과 온도가 풀-플로팅 베어링의 동적 거동에 미치는 영향

이인범(In-Beom Lee),홍성기(Seong-Ki Hong) 한국유체기계학회 2014 한국유체기계학회 학술대회 논문집 Vol.2014 No.11

Numerical visualization of mixing in a circular chamber by two opposite impinging jets

하미드 카바시안,김영우,이인범,한범정,정용채,김경천,Karbasian, Hamidreza,Kim, Youngwoo,Lee, In Bum,Han, Beom Jeong,Jeong, Yong Chai,Kim, Kyung Chun The Korean Society of Visualization 2016 한국가시화정보학회지 Vol.14 No.3

In this study, the mixing process of two distinct flow is numerically investigated. Two flow with different physical properties (resin and hardener) are mixed through the opposing mixing jets. At a high pressure mixing process, the high speed flow is provided by two in-line nozzles. In the case of numerical modeling, Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations (RANS) is conducted to model the flow pattern inside the chamber. Additionally, SST k-omega turbulence model is selected to predict the kinetic energy of flow in impingement zone. The results show that mixing of two distinct flows would be efficient if the velocity of jet is high enough and nozzle diameter is a predominant parameter. Also, this velocity would create higher shear stress between two distinct flows which increases the mixing quality as well as strength of formed vortices. Eventually, the histogram of concentration fraction of resin is examined in order to show the quality of mixing and the range of concentration fractions in the output of chamber.

터보차저 공급 오일 압력과 온도가 풀-플로팅 베어링의 동적 거동에 미치는 영향

이인범(In-Beom Lee),홍성기(Seong-Ki Hong) 한국유체기계학회 2017 한국유체기계학회 논문집 Vol.20 No.2

Numerical visualization of mixing in a circular chamber by two opposite impinging jets

Hamidreza Karbasian(하미드 카바시안),Youngwoo Kim(김영우),In Bum Lee(이인범),Beom Jeong Han(한범정),Yong Chai Jeong(정용채),Kyung Chun Kim(김경천) 한국가시화정보학회 2016 한국가시화정보학회지 Vol.14 No.3

In this study, the mixing process of two distinct flow is numerically investigated. Two flow with different physical properties (resin and hardener) are mixed through the opposing mixing jets. At a high pressure mixing process, the high speed flow is provided by two in-line nozzles. In the case of numerical modeling, Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations (RANS) is conducted to model the flow pattern inside the chamber. Additionally, SST k-omega turbulence model is selected to predict the kinetic energy of flow in impingement zone. The results show that mixing of two distinct flows would be efficient if the velocity of jet is high enough and nozzle diameter is a predominant parameter. Also, this velocity would create higher shear stress between two distinct flows which increases the mixing quality as well as strength of formed vortices. Eventually, the histogram of concentration fraction of resin is examined in order to show the quality of mixing and the range of concentration fractions in the output of chamber.

7조식 직립마늘파종기 배종율 개선 설계 및 제작

이충호 ( Choong Ho Lee ),하종우 ( Jong Woo Ha ),장지운 ( Ji Un Jang ),이인범 ( In Beom Lee ),김현경 ( Hyun Gyung Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

마늘파종기는 파종기구동부와 파종후 파종홀의 복토역할을 하는 파종기롤러, 지면과의 마찰을 통해 바퀴의 회전토크가 발생하며 발생된 토크는 파종기 내부 동력으로 전달되어 전체 파종시스템(배종, 호퍼캠, 파종부)을 동작 시키는 기능을 수행하는 파종바퀴, 마늘종구를 한알씩 집어올려 중간이송컵으로 이송하는 자세교정컵이 포함된 배종부와 자세교정컵에서 낙하된 마늘종구를 땅속으로 파종하는 파종장치로 구성된다. 배종율 95%, 2립 배종률 5% 성능을 확보할 수 있는 기술이 개발될 경우 세계적으로도 독보적인 기술 우위를 확보할 수 있다. 이와 같은 기본적인 기능을 구현할 수 있는 컨셉모델에 대한 설계를 수행하여 시제품개발 전 기구해석과 구조해석 등을 위한 기본설계를 수행하였다. 배종율 95% 이상을 확보하기 위해서는 기존의 현장경험의 의한 설계 방식으로는 한계가 있기 때문에 시뮬레이션 및 분석 개발이 필요한데, 프레임은 고정밀 마늘종구 배종부 장착을 위한 기본 구조물로써 작동시 동력을 얻기 위한 바퀴와 연계가 되도록 설계되었으며, 호퍼는 배종 수행을 위해 마늘을 저장해 두는 통으로써 배종부와 연결된다. 배종부의 배종판이 회전함에 따라서 배종판의 홈이 호퍼 내로 들어갔다 나오면서 마늘을 집게되며, 동력 전달부는 배종판을 회전시켜주고, 회전 속도 조절을 가능하게 한다. 파종부는 배종부에서 중간컵을 통해 하나씩 공급해준 마늘을 땅에 심는 부분으로서. 프레임의 바퀴 회전과 연동되어 회전하고 설계하였다. 배종판에서 중간컵으로 이송된 마늘을 파종부의 파종컵에 받아 회전하면서 땅속에 파종컵이 묻히면 파종컵이 열리면서 땅속에 마늘을 심는 원리이다. 조간조정은 7조식의 경우 초기설치시 고정되도록 설계되었으며 농촌진흥청 기계화 표준재배안에 따라 의성마늘 기준 14×14cm(조간×주간)를 기준으로 개발하였다. 조간조정은 기계가 설치되면 조정하기 어려우므로 14cm로 설계하였으며, 주간조정은 원형배종장치의 구동기어부의 속도비로 간격을 조정할 수 있도록 기어장치를 설계하였다. 주간조정은 13에서 18cm의 범위에서 작동하도록 설계되었으며, 필요에 따라 간격조절이 가능함.마늘은 그 크기가 다르고, 형상도 다르기 때문에 종자에 따른 개별적인 파종기술들이 개발되어야하기 때문에 개발 기간이 오래 걸리고, 수익에 비하여 개발비가 과다하게 요구되는 실정인데 축적된 시뮬레이션 툴을 이용한 파종기 분석 기술을 확보할 경우 다른 파종기의 연구 개발에도 크게 도움이 될 것으로 기대되며, 생육측정 실험과 동역학 해석 툴 RecurDyn을 통해 파종기의 기구학적 분석을 통한 설계반영 인자를 도출할 계획이다.

Numerical visualization of mixing in a circular chamber by two opposite impinging jets

Hamidreza Karbasian(하미드 카바시안),Youngwoo Kim(김영우),In Bum Lee(이인범),Beom Jeong Han(한범정),Yong Chai Jeong(정용채),Kyung Chun Kim(김경천) 한국가시화정보학회 2016 한국가시화정보학회 학술발표대회 논문집 Vol.2016 No.12

배종부 성능개선을 고려한 마늘파종기 설계

이충호 ( Choong Ho Lee ),하종우 ( Jong Woo Ha ),박광진 ( Kwang Jin Park ),장지운 ( Ji Un Jang ),이인범 ( In Beom Lee ),김현경 ( Hyun Gyung Kim ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2

마늘파종기는 파종기구동부와 파종후 파종홀의 복토역할을 하는 파종기롤러, 지면과의 마찰을 통해 바퀴의 회전토크가 발생하며 발생된 토크는 파종기 내부 동력으로 전달되어 전체 파종시스템(배종, 호퍼캠, 파종부)을 동작 시키는 기능을 수행하는 파종바퀴, 마늘종구를 한알씩 집어올려 중간이송컵으로 이송하는 자세교정컵이 포함된 배종부와 자세교정컵에서 낙하된 마늘종구를 땅속으로 파종하는 파종장치로 구성되며, 파종기프레임은 경량 고강도가 요구되며, 파종기호퍼와 지게 차포크는 마늘종구를 보관하며 상하차시 지게차포크를 삽입하여 운반이 용이한 구조로 설계되어져야 한다. 배종율 95% 이상을 확보하기 위해서는 기존의 현장경험의 의한 설계 방식으로는 한계가 있기 때문에 시뮬레이션 및 분석 개발이 필요하고 마늘을 하나씩 골라내는 배종장치와 파종부가 설계에 있어서 중요하다. 프레임은 고정밀 마늘종구 배종부 장착을 위한 기본 구조물로써 작동시 동력을 얻기 위한 바퀴와 연계가 되도록 설계되어져야하며, 호퍼는 배종 수행을 위해 마늘을 저장해 두는 통으로써 배종부와 연결된다. 배종부의 배종판이 회전함에 따라서 배종판의 홈이 호퍼내로 들어갔다 나오면서 마늘을 집게 되는데 이때의 기구학적인 성능이 마늘파종기 개발에 있어서 중요하다. 동력전달부는 배종판을 회전시켜주고, 회전 속도 조절을 가능하게 하며, 파종기의 전자제어부와 연결되어 구동된다. 파종부는 배종부에서 하나씩 공급해준 마늘을 땅에 심는 부분으로서. 프레임의 바퀴 회전과 연동되어 회전하고 설계하였다. 배종판의 배종컵에서 공급해준 마늘을 파종컵으로 받아서 회전하다가 땅속에 파종컵이 묻히면 파종컵이 열리면서 마늘을 땅속에 심는 장치이다. 배종부는 배종부의 배종판이 회전하면서 호퍼내의 마늘을 파종판의 홈에 한알씩 담아서 배출하는데 롤러식이 대부분으로 배종장치 개발에 필요한 주요 설계 요소이다. 작물의 종자는 그 크기가 다르고, 형상도 다르기 때문에 종자에 따른 개별적인 파종기술들이 개발되어야하기 때문에 개발 기간이 오래 걸리고, 수익에 비하여 개발비가 과다하게 요구되는 실정인데 마늘파종 및 배종장치 설계를 통해 축적된 시뮬레이션 툴을 이용한 파종기 분석 기술을 확보할 경우 다른 파종기의 연구 개발에도 크게 도움이 될 것으로 기대된다. 시제픔이 개발된 이후에는 스캐닝 기술을 이용하여 설계변경에 따른 추가적인 시간과 절차를 줄이기 위한 연구가 수행될 예정이다.

직립마늘 파종기의 생육측정

이충호 ( Choong Ho Lee ),장지운 ( Ji Un Jang ),이인범 ( In Beom Lee ),김현경 ( Hyun Gyung Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

직립식 마늘파종기는 마늘 종구를 한 알씩 집어 올려 중간이송컵으로 이송하는 자세교정컵과 배종부와 자세교정컵에서 낙하된 마늘종구를 땅속으로 파종하는 구조로 설계 제작되었으며,전라북도 익산시에 테스트베드를 구축하여 기계파종을 통한 파종기의 성능개선연구를 수행하였다. 기계파종은 1차년도 기존 파종기의 성능을 개선한 7조식 시제품과, 국내산과 스페인산 마늘을 파종하였으며, 11조용 참여기업의 기존 파종기를 이용하여 테스트베드에서 수행하였다. 비가 온 뒤의 땅에 파종한 라인의 샘플링 자료조사 결과(5m 구간 기준으로 체크) 결주율이 각각 17.81%, 35.6%로 평균적인 결주율이 0.57%인 일반기상상태와 비교하면 매우 높은 결주율을 보이는 것을 알 수 있다. 마늘 파종법에 대한 결과로, 총 4가지의 파종법을 사용하였으며, 사용한 파종방법에는 2조 병목식 스페인식 파종법, 11조식 트랙터용 파종법, 7조식 트랙터용 파종법, 6조식 이양기용 파종법이다. 이 4가지 파종법 중에서 3가지 파종법에 대한 성장률에 대해서 조사를 해보았다. 11조식의 경우에는 제주도식 파종을 하여 비닐 멀칭이 되어있지 않으며, 7조식의 경우에는 비닐 멀칭이 되어있는 파종방식을 사용하였고, 2조식 병목식 스페인식 파종법의 경우에는 자유낙하 방식으로 비닐 멀칭의 유무에 따라 성장률에 대해서 조사를 하였다. 결주율은 파종된 마늘 중 샘플링한 데이터에 대해서 얼마나 파종이 잘되었는지에 퍼센트로 나타낸 것으로 11조식의 경우 비닐멀칭도 없고 비온 뒤에 파종 되어 파종시기에 문제가 있는 것으로 사료됨. 비가오지 않은 날씨에서 측정한 7조식 1차년도 성능개선 시작품의 결주율은 0.57%로 우수하게 나타났다. 발아율은 파종된 마늘 중샘플링한 데이터에 대해서 다립파종 되어서 미성장된 것과 결주율을 합하여 퍼센트로 나타낸 것으로 시제품으로 개발한 7조식 파종기는 스페인산과 국내산 마늘의 발아율이 모두 90% 이상으로 나타났으며, 차이점은 파종시기의 차이에 따라 발아율의 차이가 있는 것으로 사료(토양, 재배환경 및 기후에 따른 변동요인이 많음)되며, 이는 파종법의 종류뿐만 아니라 비닐멀칭의 온도유지가 마늘 성장률에 얼마나 영향을 끼치는지에 대한 병행연구도 필요한 것으로 나타났다. 마늘의 성장률에 대해서는 아직 표준화, 정형화 되어있는 측정방법이 없기 때문에 이를 표준화, 정형화를 할 필요가 있다. 향후 이와 같은 결과를 토대로 직립식 마늘파종기의 성능을 더욱 개선시키는 연구를 지속적으로 수행할 계획이다.