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[초청강연] 4차 산업혁명과 기계공학교육에서의 비선형동역학
최연선(Yeon-Sun Choi) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.6
많은 기대와 우려 속에 4차 산업혁명이 시작되었다고 한다. 이슈에 민감한 한국사회에서 4차 산업혁명에 대한 논란이 가중되고 있다. 교육분야에서도 지난 날의 교육에 대한 반성과 새로운 시도가 필요하다는 주장이 강력하게 대두되고 있다. 세상은 바뀐다. 그러나 바뀌어야 할 것이 있고 바뀌어서는 안 되는 것이 있다. 이 시점에서 우리 교육시스템을 돌아 보고 대학에서는 4차 산업혁명에 대비하여 기계공학과에서 무엇을 가르치고 무엇을 연구해야 하는가를 살펴보고자 한다. 이를 위해 기계공학에 대한 정의, 기계공학과 교육과정에 대한 점검, 기계공학과 졸업 후 현장에서 당면하게 되는 기계시스템 설계와 운전에 관해 살펴보고자 한다. 이어서 기계공학을 어렵게 하는 비선형동역학에 대해 기계공학에서 비선형 요인, 비선형 현상, 비선형 해법 등에 대해 알아보고자 한다. 또한 기계공학과 전자공학을 비교하여 기계공학의 본질과 비선형동역학의 중요성을 피력하고자 한다.
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성환태 대한기계학회 1977 大韓機械學會誌 Vol.17 No.4
과거일제하에서는 그 식민정책으로 기계공업을 억제하고 경공업에 치중하였다가 1940년대 전쟁 물자 조달과 대륙침략야옥의 필요상 부분적으로 국내 생산을 하게 되었고 따라서 이에 관련된 토목기계, 광석기계, 농기구, 수송기계, 등의 기계공업이 일어나기 시작한 것이다. 그러다가 조국 이 해방된 기쁨은 안았으나 산업의 위축은 더할 나위 없이 되었고, 6,25동난을 당하여 그나마 대 부분 파괴되었던 과거를 가지고 있는 것이다. 그러다가 1960년대 이후 우리나라 경제개발 1,2,3, 차5개년 계획을 수행하여 현재에 이른 것이다. 먼저 기계공업의 특징을 보면 기계공업은 모든 산업의 생산수단인 기계설비 생산하는 산업이며, 그 파급효과는 전 산업에 미친다. 산업구조의 고도화와 산업의 근대화는 기계공업의 발전없이 이루어질 수 없다. 기계공업은 중화학공업에 있 어서 중구적인 산업이니만큼 기계공업의 발전없는 경제성장에는 한계가 있는것이다. 선진공업 국가들은 수출상품중 기계류수출비중이 일반적으로 50%를 전후하고 있다. 기계류는 다른 상품과 달리 단위 거래규모가 크기 때문이다. 다음에 기계공업은 기술집약, 노동집약 현 산업이다. 우리 나라는 비교적 풍부한 노동력을 가지고 있을뿐아니라 이들 인력은 교육수준이 대체로 높다. 그러기 때문에 기술노동집약적인 기계공업은 고용증대를 갖어오는 반면에 높은 교육수준의 풍부 한 노동력을 통한 발전이 기대되고 있다. 특히 기계고업은 국방력강화라는 점에서 큰 역할을 담당하게 된다. 그러므로 기계공업은 국방력 강화의 기초산업이다. 우리나라 현재의 여건으로서 기게공업은 방의산업으로서의 역할이 크게 요청되고 있다. 우리나라의 경제는 수출의 증대를 통 해서 고도의 경제성장을 유지해야 하겠고 80년대의 자립경제 기반을 구축키 위한 공업화 정책을 추진하고 있어서 중화학공업의 핵심산업으로서 기계공학 및 기술의 획기적인 육성과 발전은 우리나라 경제의 당면 과제인 것이다. 보고에서 필자는 여러 문헌들을 통하여 우리나라 기계공업 의 발 자취를 살피고 현향을 소개하며 아울러 대망의 80년대의 우리나라 기계공업을 전망해 보고 저 한다.
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이건우 대한기계학회 1995 大韓機械學會誌 Vol.35 No.11
기계공업은 일반기계, 정밀기계, 수송기계, 전기기계, 조립금속제품으로 구성되는 광범위한 산업 이다. 그 중에서도 일반기계공업은 공작기계, 냉동공조기계, 건설\ulcorner광산기계, 섬유기계,식품가공 기계,제지기계 등의 생산설비를 말하며 대표적인 자본재산업이라고 할 수 있다. 일반기계는 생 산기반 설비로서 제조업의 성장발전과 구조 고도하에 기여하며 국가 경쟁력 기반을 구축하는 요소로서 단기간 내에 경쟁력 확보가 어려운 산업이다. 그러나 일정한 경쟁력만 갖추면 수출산 업화가 용이하고 후발계도국이 따라 오기 힘든 산업으로서 반드시 육성해야만 하는 산업이다. 우 리나라의 경우 기계공업 중에서도 일반기계를 제외한 다른 부문은 어느 정도 국제경제력을 확 보하고 있으므로 여기서는 향후 집중적 육성이 필요한 일반기계에 한정하여 현황과 발전방향을 서술하고자 한다.
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가속도 측정에 있어 고주파 잡음 제거를 위한 기계적 필터의 재료 특성에 관한 실험적 연구
최원영(Won-Yeong Choi),유승열(Seong-Yeol Yoo),차기업(Ki-Up Cha),김성수(Sung-Soo Kim),노명규(Myounggyu Noh) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.7
포신과 같은 충격하중을 받는 파이프 형태의 구조물 진동을 측정하기 위해 가속계가 널리 사용된다. 포약의 폭발로 인해 발생하는 응력파는 포신의 횡진동에 미미한 영향을 미치지만 매우 큰 가속도 성분을 가지고 있어 미세 진동의 계측을 어렵게 한다. 기계적 필터는 가속도계를 부착하는 기계적 구조물과 진동감쇠재료로 구성되어, 고주파의 응력파를 제거하고 횡진동에 관련된 가속도 성분만을 가속도계로 전달하는 역할을 한다. 진동감쇠재료는 비선형성이 강하여 수학적 모델링이나 수치적 해석에 어려움이 있다. 본 논문에서는 9 가지의 진동감쇠재료의 진동특성을 실험적으로 확인하여, 기계적 필터에 가장 적합한 재료를 선택하였다. 또한, 압착에 따른 진동특성의 변화를 통해, 기계적 필터의 설계 데이터를 얻을 수 있었다. 기계적 필터를 설계 제작하여, 필터의 성능을 확인하였다. Accelerometers are widely used to measure the lateral vibrations of pipe-like structures such as a gun tube under impulse loads. Stress waves that precede the lateral vibrations due to the explosion within a gun contribute little to the vibrations, but saturate the accelerometer input. A mechanical filter eliminates this high-frequency stress wave and only transmits the signal corresponding to the lateral vibrations. The mechanical filter consists of a mechanical structure for mounting the accelerometers and a damping material. The low-pass filter characteristics are determined from the equivalent damping and stiffness property of this damping material. In this paper, we tested nine commercially available damping materials for their vibration characteristics by using a test rig. We also observed the change in the vibration characteristics while compressing the material. We designed and manufactured a mechanical filter and verified its filtering performance.
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