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기술현황분석 - 에코융합형 신개념 절삭 공구의 관련 기술 현황과 개발 사례
강재훈,Gang, Jae-Hun 재료연구소 2012 機械와 材料 Vol.24 No.1
이제 더 이상 지구 온난화는 나만 혹은 우리를 제외한 남의 일이 아닌 것이다. 거의 매일 우리는 지구 온난화로 인한 난처한 현상들을 보고 듣거나 직접 느끼고 있는 중이다. 지구 온난화의 주 원인인 이산화탄소 가스의 배출은 비록 다양한 배출 요인들로부터 비롯되고 있다지만 무엇보다도 과다한 생산 제조 활동 때문이라는 것을 모르는 사람은 거의 없을 것이다. 과다한 생산 제조 활동의 증가 추세가 둔화되지 않는 것을 지속적인 신규 생산 제조 활동으로부터 비롯되는 것이라 생각할 수 있다. 이를 막을 수 있는 방안은 말이 쉽긴 하나 재활용 더 나아가 재사용하는 길 뿐이다. 사실상 재활용 역시 상대적으로나 적은 범위의 국한된 생산 제조 활동일 뿐이지 이산화탄소 가스의 배출은 역시 원천적으로 차단하기가 거의 곤란하다. 결국은 재사용의 선택만이 효과적으로 이를 최대한 억제할 수 있는 바른 길이 될 수 있을 것이다. 한편, 최근에 들어서 이른 바 눈에 보이지 않는 자원 전쟁의 분위기가 전세계적으로 고조되고 있는 실정이다. 희귀 금속 자원을 보유하고 있지 않는 국내의 경우는 전반적으로 산업 분야에 걸친 생산 제조 활동에서 요구되고 있는 부품 소재용 원천 금속 자원을 매년 막대한 외화를 지불하며 종속적으로 중국 등의 국가들로부터 수입에 의존하고 있다. 이 또한 매년 일정한 수입 량이 보장되지도 않을 뿐만 아니라 해마다 관세가 높아져 여간 골치 아픈 일이 아니다. 따라서 생산 제조 활동을 주로 하여 수출에 많은 기대를 하고 있는 OECD 국가의 일원인 구내의 경우에는 환경적인 측면과 경제적인 측면을 동시에 고려한 이른바 에코지향형 생산 제조 활동을 더욱 심도있게 추구할 당위성이 제기된다. 이 중의 하나가 바로 생산 제조 활동의 주역을 이루는 매개체 중의 일원인 에코융합형 신개념의 절삭 공구라고 할 수 있다.
미래 선도형 에코 성형 시스템 관련 기술의 동향 - 서보모터 구동형 초정밀 에코 성형시스템의 개발 현황
강재훈,Gang, Jae-Hun 재료연구소 2013 機械와 材料 Vol.25 No.3
현재 전세계적으로 에너지 절감과 지구환경 보호를 위한 이산화탄소 가스 배출의 저감하는 피할 수 없는 생산제조산업 분야의 높은 장벽으로 다가서고 있다. 공작 기계류의 진보는 날이 갈수록 거듭되어 다양한 기술의 융복화 등 궁극적인 첨단 고도화에 이르고 있으나, 이와 같은 문제점들을 기본적으로 안고 있는 것은 사실이다. 그 대응 방안으로는 소성 성형 방식으로의 가능한 한 대체화가 될 수 있으며, 또한 기존에는 스프링 백 등의 고연성 등으로 인하여 성형이 곤란하여 기피하던 난성형재도 보다 경량화 등의 추세에 대응하기 위하여 불가피하게 사용되기 위해서도 획기적인 소성 성형 시스템을 필요로 한다. 이와 같은 차원에서 최근에 에코 융합화를 모색하는 새로운 서보모터 구동형 프레스 시스템의 도입이 적극적으로 이뤄지고 있으나 국내의 경우에는 국산화 개발이 늦어져 고부가가치 제품에 대한 기술종속성이 우려되고 있다. 최근 한국기계연구원을 중심으로 산학연 컨소시엄 형태로 산업원천기술개발사업의 일환인 지식기반 자율제어형 초정밀 디지털 서보프레스 시스템 개발에 관한 연구가 진행중이며, 기술선도국의 보유 기술 수위를 넘은 에코/정보/지식 융합화 모델을 궁국적으로 개발하고자 한다. 본문에서는 이에 대한 현재까지의 개발 진행 내용을 정리하여 간단히 요약하여 나타내었다.
Vibration analysis of free-fixed hyperbolic cooling tower shells
강재훈 국제구조공학회 2015 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Jou Vol.55 No.4
A three-dimensional (3-D) method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies of hyperboloidal shells free at the top edge and clamped at the bottom edge like a hyperboloidal cooling tower by the Ritz method based upon the circular cylindrical coordinate system instead of related 3- D shell coordinates which are normal and tangent to the shell midsurface. The Legendre polynomials are used as admissible displacements. Convergence to four-digit exactitude is demonstrated. Natural frequencies from the present 3-D analysis are also compared with those of straight beams with circular cross section, complete (not truncated) conical shells, and circular cylindrical shells as special cases of hyperboloidal shells from the classical beam theory, 2-D thin shell theory, and other 3-D methods.
Frequency analysis of eccentric hemispherical shells with variable thickness
강재훈 국제구조공학회 2015 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Jou Vol.55 No.2
A three-dimensional (3-D) method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies of eccentric hemi-spherical shells of revolution with variable thickness. Unlike conventional shell theories, which are mathematically two-dimensional (2-D), the present method is based upon the 3-D dynamic equations of elasticity. Displacement components ur, uθ, and uz in the radial, circumferential, and axial directions, respectively, are taken to be periodic in θ and in time, and algebraic polynomials in the r and z directions. Potential and kinetic energies of eccentric hemi-spherical shells with variable thickness are formulated, and the Ritz method is used to solve the eigenvalue problem, thus yielding upper bound values of the frequencies by minimizing the frequencies. As the degree of the polynomials is increased, frequencies converge to the exact values. Convergence to three or four-digit exactitude is demonstrated for the first five frequencies of the shells. Numerical results are presented for a variety of eccentric hemi-spherical shells with variable thickness.