자동차 도어시일 신뢰도 평가 시스템 개발

김헌영(Heonyoung Kim),김형종(Hyungjong Kim),김호(Ho Kim),이종강(Jongkang Lee),김도형(Dohyung Kim) 한국자동차공학회 2004 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

FEM analysis is commonly used in design process of automotive industry. In the area of rubber product, application of FEM tools is also authorized in their usefulness, but only with experimental method than any other material. The importance of comparing analysis and experimental result in design process has been grown because of so many existing variance of rubber. Door-Seal has no exception or has more connection with the comparing work on reaction force, contact time, contact area, deformed shape even though this work should be done by manually and takes some times. The Door-Seal evaluation system is developed by this requirement with image processing method and documentation.

자동차용 휠 베어링 시일 립의 변형해석 및 형상 최적 설계

김헌영(Heonyoung Kim),문형일(Huyngil Moon),김영태(Youngtae Kim),박지헌,임종순(Jongsoon Lim) 한국자동차공학회 2006 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

Wheel bearing seals are required to have high sealing effects and low reaction forces because the wheel bearing is operating under extreme environmental conditions such as in mud and in water. Hence, design technology for wheel bearing sealsis closely connected to the efficiency and durability of the whole bearing. If the efficiency of the bearing seal is estimated and this estimation is used in the design, bearing seals can be produced that have better efficiency and durability. The efficiency and durability of bearing seals is strongly dependent on the shape of bearing seal lip. Therefore, if the design factors of the seal lip are determined, optimizing the design of bearing seals can be conducted more efficiently. This study describes all the information required for analysis using the Finite Element Method(F.E.M.)which is one of the methods for finding optimized design factors. For example, the contents were generated using the seal lip modeling method and analytical process. Using an orthogonal design, optimization of the wheel bearing seal was conducted using the factors comprising the F.E.M. analysis.

엔진 마운트 고무의 최적 형상 설계와 내구수명 예측

김헌영(Heonyoung Kim),김중재(Joongjae Kim) 한국자동차공학회 1996 한국자동차공학회 학술강연초록집 Vol.- No.-

소형 부품 검사용 공진주파수 측정 장치 개발

김헌영(Heonyoung Kim),이진혁(Jin-Hyuk Lee),최현선(Hyun-Sun Choi),안상석(Sangseok Ahn),박선휘(Seon-Hui Park) 한국비파괴검사학회 2023 한국비파괴검사학회 춘계학술대회 초록집 Vol.2023 No.5

FBG 센서를 이용한 복합재료의 마이크로웨이브 성형 모니터링

김헌영(Heonyoung Kim),강동훈(Donghoon Kang) 한국비파괴검사학회 2017 한국비파괴검사학회지 Vol.37 No.3

고속철도의 경우 표정속도 및 에너지효율 향상을 위해 차량 경량화가 이슈로 대두되면서 고성능의 경량소재인 복합재료의 적용연구가 진행되고 있다. 최근 복합재료의 대량생산으로 소재가격이 낮아지고, 마이크로웨이브 성형 방법이 새롭게 제안되면서 성형시간 단축을 통한 성형비용의 경쟁력이 높아지고 있다. 마이크로웨이브를 이용한 고품질의 복합재료 성형을 위해서는 재료 특성에 맞는 성형 사이클 최적화가 필요하고 이를 위해 성형과정에 대한 모니터링이 요구된다. 일반적으로 복합재료의 성형 모니터링에는 금속으로 구성된 열전대가 주로 이용되었으나 마이크로웨이브 성형 모니터링에는 적용성이 매우 낮다. 따라서, 본 연구에서는 EMI에 대해 영향이 없는 FBG 센서를 이용하여 직조형 탄소섬유 복합재료의 마이크로웨이브 성형 모니터링을 수행하였다. 시편에 두 종류의 FBG 센서(변형률, 온도)를 삽입하여 성형 과정동안 시편에 부과된 변형률 및 온도 변화를 실시간으로 모니터링 하였다. 실험결과, 온도가 상승하고 유지되는 성형과정에서 수지유동 등의 영향으로 인장이 작용하였고, 냉각과정을 거치면서 위치에 따라 수십~수백με의 압축이 발생함을 확인하였다. 결론적으로, 본 실험을 통해 마이크로웨이브를 이용한 복합재료 성형 모니터링 시 FBG 센서의 유용성을 확인하였고 향후 성형 사이클의 최적화를 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다. Composites with good material properties and light weight have been extensively applied to high speed rail systems to improve operation speeds and energy efficiency. Recently, composites became cost-competitive owing to their mass production and short manufacturing time facilitated by new methods like microwave curing. Cure monitoring needs to be optimized in terms of the cure cycle considering materials characteristics in order to manufacture high quality composites using microwave curing. Thermocouples made of metal are generally used for conventional cure monitoring; however, it is not suitable to be used for microwave curing. Therefore, in this study, cure monitoring of CFRP fabric is performed using FBG sensors with EMI immunity for microwave curing. Two types of FBG sensors (strain/temperature) were embedded in the specimens and they measured the strains and temperatures during the curing process in real time. The test results showed that the tensile strain was generated by the reduced viscosity of resin during both increasing and maintaining temperature and compressive strain of 85 to 490 με occurred during the cooling process. Consequently, it was confirmed that FBG sensors could be applied to cure monitoring of composites using microwave. Further, the data collected in this study can be used as preliminary data for optimizing the cure cycle of microwave curing in the future.

자동차용 휠 베어링 시일의 설계를 위한 시일 립 변형해석

김헌영(Heonyoung Kim),문형일(Hyungil Moon),이창완(Changwan Lee),임종순(Jongsoon Lim),박지헌(Jihun Park),김영태(Youngtae Kim) 한국자동차공학회 2006 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

Designing technology of bearing seal is closely connected with the efficiency and durability of whole bearing. So, if the efficiency of bearing seal is estimated and this estimation is used to the design, then we can produce the bearing seal that have better efficiency and durability The efficiency of bearing seal is strongly dependent on the shape of bearing seal lip. So if the designing factors of seal lip are determined, then optimized design of bearing seal can be conducted more efficiently. This study describes all the matters required for analysis using F.E.M. which is one of the methods for finding optimized design factors. The contents has been made up with the emphasis on seal lip modeling method and analysis process.

IoT 기반 하이브리드 계측시스템 실시간 다점 측정 성능 평가

김헌영(Heonyoung Kim),강동훈(Donghoon Kang) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.4

4차 산업혁명의 도래와 함께 빠른 속도로 발전하고 있는 IoT 기술은 다양한 센서의 무선화를 가능하게 하였으며 많은 분야에서 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 철도현장의 경우 수 km에 이르는 교량, 터널 등 계측사이트의 규모가 매우 방대한 특징으로 인해, 보편적으로 활용되는 전기식 센서의 경우 원거리 계측으로 인한 신호 잡음 문제, 전철화에 따른 고전압 환경에 기인한 전자기파 간섭 문제로 계측에 어려움이 있다. 이를 극복하고자, 전기식 센서를 대체하기 위한 광섬유 센서 연구가 많이 수행되었으나, 센서 종류의 다양성 부족 등이 현장 적용의 한계로 작용하고 있는 실정이다. 이런 현장의 상황을 토대로, 전기식 센서와 광섬유 센서를 동시에 사용할 수 있으며 IoT 기술을 통해 무선 데이터 통신이 가능한 하이브리드 계측시스템이 개발되었다. 본 연구에서는, 선행연구를 통해 개발된 하이브리드 계측시스템의 다양한 계측현장 적용성을 평가하기 위해 4가지 형태의 계측환경을 모사하여 실시간 계측 실험을 수행하였다. 실험결과, 전기식 및 광학식 센서 모두 높은 추종성을 보이며 원격지에서 실시간으로 계측이 가능하였으며, 본 계측시스템이 50개의 센서를 동시에 2.5kHz의 샘플링으로 계측할 경우에도 적용 가능한 수준임을 확인하였다. 향후, IoT 기반 하이브리드 계측시스템의 다양한 현장 적용을 통해 실시간 건전성 모니터링 기술 기반의 구조안전성 향상에 기여할 것으로 기대한다. The rapid growth of IoT technology induced by the fourth industrial revolution has resulted in research into various types of wireless sensors, and applications based on this technology are prevalent in many areas. However, among the various sites where this technology is used, railway bridges and tunnels with lengths of tens of kilometers have problems with data acquisition, due to the signal noise induced by the long distance measurement and EMI induced by the high voltage power feeding system, when conventional electric sensors are used. To overcome these problems, many studies on fiber optic sensors have been conducted as a substitute for the conventional electric sensors. However, restrictions on the types of fiber optic sensors have limited their application in railways. For this reason, a hybrid measurement system with IoT based wireless data communication, in which both electric and fiber optic sensors can be applied simultaneously, has been developed. In this study, in order to evaluate the applicability of the hybrid measurement system developed in the previous study, a real-time test for 4 types of measurement environments, which reflect possible railway sites, is performed. As a result, it was confirmed that the signals from both the electric and fiber optic sensors, which were acquired at a remote area in real-time, showed good agreement with each other and that this measurement system has the potential to handle sensors with a sampling rate of 2.5 kHz. In the future, it is expected that the IoT-based hybrid measurement system will contribute to the improvement of structural safety by enabling real-time structural health monitoring when applied to various measurement sites.

가속도 신호를 이용한 실시간 연속체 구조물 변형 평가 기술 개발

김헌영(Heonyoung Kim),최현선(Hyunseon Choi),김형규(Hyeonggyu Kim),이진혁(Jinhyuk Lee),공원식(Wonsik Kong),김정석(Chungseok kim) 한국비파괴검사학회 2022 한국비파괴검사학회 춘계학술대회 초록집 Vol.2022 No.5

THz 전자기파를 이용한 나노시멘트 광학물성 측정

김헌영(Heonyoung Kim),강동훈(Donghoon Kang),오승재(Seung Jae Oh),주철민(Chulmin Joo) 한국비파괴검사학회 2016 한국비파괴검사학회지 Vol.36 No.5

탄소나노튜브와 그래핀 등으로 대표되는 탄소 동소체기반 나노재료의 우수한 기계적 특성을 이용해 콘크리트의 압축강도를 증가시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로, 나노재료 적용을 통한 강도 향상을 위해서는 콘크리트 내 나노재료의 분산성이 높아야 하며, 이를 검증하기 위해 외부에서 비파괴적으로 확인할 수 있는 검사 기술이 요구된다. 본 연구에서는, 적외선의 직진성과 마이크로파의 투과성을 동시에 갖고 있는 THz 전자기파를 이용하여 MWCNT 및 GO가 포함된 두 종류의 나노시멘트 모르타르 시편을 제작하여 굴절률 및 흡수율과 같은 기초 광학물성 측정 시험을 수행하였다. 시험을 통해 일반 시멘트 모르타르에 비해 나노재료가 포함된 시편에서 굴절률은 평균 1.0~2.5%, 흡수율은 평균 –14~28% 차이로 측정됨을 확인하였다. 이를 통해, 비파괴적으로 콘크리트 내부에 포함된 나노재료의 분포도를 영상화할 수 있는 기술의 실현 가능성을 확인하였다. Enhancing mechanical strength of concrete has been fascinated using carbon-based nanomaterials such as CNT and graphene. The key to improving strength is a dispersion of nanomaterials. A novel method is required to investigate the dispersion inner concrete nondestructively. In this study, the optical optical properties such as refractive index and absorption coefficient are measured in nano-cement mortar specimens containing MWCNT and GO using THz electro-magnetic waves. From the results, the properties of nano-cement mortar are confirmed to be 1.0% to 2.5% higher in refractive index, and –14% to 28% higher in absorption coefficient than those of cement mortar at the average values. Using these characteristics, visualizing the dispersion of nano-concrete structures seems possible in future.

발열필름의 철도차량 적용성 평가를 위한 발열 성능 인자 연구

김헌영(Heonyoung Kim),강동훈(Donghoon Kang) 한국비파괴검사학회 2020 한국비파괴검사학회지 Vol.40 No.4

발열체 중 가격 경쟁력의 우수성으로 대부분 금속성 발열체가 적용되고 있으나, 단선 및 화재 위험성과 같은 근본적인 한계가 존재한다. 선상 발열체의 대체 기술로 대면적 구조물에 적용이 용이한 면상발열체 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만, 일반적으로 나노소재 기반의 고분자 면상발열체는 모재의 낮은 유리전이온도로 인해 발열체의 가용 온도가 낮은 한계가 있다. 따라서, 가용 온도를 향상키기고 대면적 구조물에도 적용이 용이한 탄소섬유를 이용한 발열필름이 개발된 바 있다. 본 연구에서는, 동절기 설빙 피해 예방을 위한 철도차량에의 적용성 평가를 위해 선행 연구를 통해 개발된 발열필름의 발열 성능 인자 연구를 수행하였다. 이를 위해, 알루미늄 평판에 부착된 발열필름의 인가전력 및 열전도 거리 변화에 따른 발열 성능과 균일도 분석을 수행하였다. 실험 결과, 인가전력이 증가함에 따라 발열 성능은 선형적으로 상승하고, 열전도 거리가 증가함에 따라 선형적으로 발열 온도가 감소하였다. 또한, 발열필름에 대한 열화상 이미지분석을 통해 발열필름과 대상체 사이의 공극에서 기인한 국부적인 과 발열 현상을 확인하였다. Metallic exothermic materials that exhibit remarkable cost competitiveness are most commonly applied to various sites. However, fundamental limits are observed, such as breakage and fire risk. To overcome these problems, surface heating elements are being actively developed owing to their advantages of ease of application to large structures. Generally, surface heating elements based on nanomaterials exhibit limitations with respect to allowable temperatures because of the low glass transition temperature of matrices. Hence, exothermic films with enhanced allowable temperature and ease of application to large structures are being developed using carbon fibers. To evaluate the applicability of the films to railway vehicles, a parametric study was conducted on the exothermic performance using a previously developed exothermic film. To this end, a uniformity analysis was conducted and exothermic performance was evaluated in terms of the input electric power and heat-conduction distance; for the analysis, the film was attached to an aluminum plate. The analysis results demonstrate that the exothermic performance and input electric power exhibited a linear correlation, and the maximum exothermic temperature decreased linearly as the heat conduction distance increased. Additionally, local overheat induced by a gap between the object and film was obtained by analyzing infrared images.