• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.1
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• pp.117-124
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• 2012

In this paper, an analysis of the joint that transmits power from the blades to the generator is performed using the FEM (finite element method). The mode shapes and natural frequencies were extracted using experimental modal analysis in order to establish the FEM model. Then, the model was verified by comparing the mode shapes and natural frequencies to those obtained from the ANSYS modal analysis. Dynamic stress analysis was performed at the rated and limited wind speeds considering the wind load and gravity.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 1994.10a
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• pp.191-200
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• 1994

사각형 유체저장탱크의 바닥에 놓여져 있는 사각형 블럭의 크기 및 위치가 자유수면의 유동진동수와 모드형상에 미치는 영향에 대하여 선형파이론을 적용하여 검토하였다. 유체의 영역을 3부분으로 나누고 각 영역에서의 속도포텐셜을 입사파와 블럭으로 인해 발생되는 반사파 및 전달파의 항으로써 표현하였다. 그리고 블럭에 의한 파의 반사율과 전달율은 유체영역의 경계에서 속도포텐셜과 유체입자의 속도가 연속인 조건을 사용하여 구하였다. 연구결과 블럭의 높이와 폭은 자유수면의 고유진동수에 크게 영향을 미치며 높이와 위치는 모드형상에 주로 영향을 준다. 블럭이 높고 폭이 넓을수록 고유 진동수는 감소하며 블럭이 높고 탱크의 벽면으로 이동할수록 모드형상은 크게 변한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1991.04a
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• pp.163-166
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• 1991

현재 PWR의 동력로의 값은 대당 10억불이나 되는데, 원래 20년 수명을 예 측하고 설계된 것이나, 이를 두 배로 늘려서 40년이 수명을 가질 수 있겠는 가 하는 문제가 크게 대두되었다. 본 연구는 가장 중요한 구조물인 로심부 지지통의 수명판정조건을 제시하기 위하여 계산한 일부이다. 수명판정을 하 기 위해서는 barrel의 강제진동 응답으로부터 fluctuating stress를 구해야만 한다. 본 연구에서는 modal analysis를 이용하여 변위를 모드함수의 급수전 개의 형태로 표시하고 가진주파수가 barrel의 고유진동수와 일치하는 모드만 을 택하여 fluctuation stress를 구하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.16 no.1
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• pp.16-23
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• 1997

As analysis of the forced dynamic response and vibrational mode for the cantilevered beam is described. Experimental results are compared with the natural frequencies and vibrational modes for the cantilevered beam using the theory of Bernoulli-Euler and finite element method. We have found 1st and 2nd resonance frequency of the cantilevered beam by means of the various external frequencies, $1{\sim}70Hz$, using magnetic transducer. And we have studied the vibrational displacement at obtained resonance frequency of the cantilevered beam. The experimental results for the nodes of cantilevered beam were 0 in 1st mode and 0,0.786 in 2nd mode. close agreement between the theoretically predicted results and experimental result was obtained for the vibrational mode.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.696-699
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• 2010

원자력 발전소의 격납건물은 인위적 또는 자연적 재해로부터 방사능의 외부누출을 방지함으로써 공중을 보호하는 역할을 하기 때문에 지속적인 건전성 확인을 통해 안전을 확보하는 것이 필수적이다. 격납건물의 구조적 건전성 확인은 통상 주기적으로 콘크리트에 대한 비파괴강도, 균열 및 중성화, 프리스트레스 텐던의 유효 긴장력 등의 측정을 통해 수행되고 있으나, 이러한 검사는 국부적인 건전도 정보만을 제공할 뿐 격납건물과 같은 대형 구조물 전체의 건전성에 대한 신뢰성 있는 평가 결과를 얻는데 많은 시간과 경비가 소요된다는 단점이 있다. 이러한 단점은 최근 구조물 전체의 상태를 평가하는 방법으로 주목받고 있는 구조건전성모니터링(Structural Health Monitoring, SHM)기법을 이용하여 극복할 수 있다. 본 논문에서는 실제 운전 중인 격납건물을 대상으로 상시진동 측정을 수행하였으며, SHM 기법의 기초자료로 활용될 수 있는 동적특성, 즉 격납건물의 고유진동수와 모드형상을 제시하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.5
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• pp.445-452
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• 2009

In this paper, damage detection procedure using the finite element model updating was formulated and applied to a small-scale frame structure. FE model updating is the analytical method which finds the mathematical model that generates the measured dynamic properties similarly, and can be effectively used for the damage detection and SHM. For model updating, several kinds of dynamic properties, such as the natural frequencies, mode shapes, and frequency response functions, can be used as the inputs. In this paper, two kinds of model updating procedures using the natrual frequency and the frequency response function, and the natrual frequency and the mode shapes, respectively, were applied to identify the location and the severity of damage of the test structure, which is a four-story two bay steel structure. Results from the damage detection showed that more accurate identification results was obtained when the natrual frequency and the frequency response function were used than when the natrual frequency and the mode shapes were used.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.17 no.7 s.124
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• pp.596-604
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• 2007

This article investigates the effects of geometric configuration on the vibro-acoustic characteristics of in-plane vibration of a thick annular disc. Disc thickness and outer radius for a given inner radius are selected as independent variables having reasonable ranges. Variations in structural eigensolutions for radial modes are investigated using pre-developed analytical method. Based on these data, far-field sound pressure distributions due to the modal vibrations for a given geometry are also calculated using an analytical solution. Modal sound powers and radiation efficiencies are calculated from the far-field sound pressure distributions and vibratory velocity distributions on the radial surfaces. Based on the results explained above, the geometric configuration that minimizes modal sound radiations in a given frequency range is determined. Finally sound power and radiation efficiency spectra for a unit harmonic force from the selected geometric configuration are obtained from structural and acoustic modal data using the modal expansion technique. Multi-modal sound radiations of the optimized disc that are obtained using proposed analytical methods are confirmed with numerical results. Using the procedure introduced in this article, sound radiation due to in-plane modes within a specific frequency range can be minimized by the disc geometry modifications in a comprehensive and convenient manner.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.14 no.4
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• pp.327-335
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• 2004

This study investigates the safety assessment of the potential for fretting-wear damages caused by foreign object in operating nuclear power plants. To get the natural frequency, corresponding mode shape and participation factor, modal analyses are performed for the helical type tubes with various conditions. The wear rate of helical type tube caused by foreign object is calculated using the Archard formula and the remaining life of the tube is predicted, and discussed in this study is the effect of the vibration of the tube on the remaining life of the tube. In addition, addressed is the effect of the external pressure on the vibration and fretting-wear characteristics of the tube.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.27 no.5
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• pp.120-129
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• 2023

Hanger cable tension is a major response that can determine the integrity and safety of suspension bridges. In general, the vibration method is used to estimate hanger cable tension on operational suspension bridges. It measures natural frequencies from hanger cables and indirectly estimates tension using the geometry conditions of the hanger cables. This study estimated the hanger cable tension of the Palyeong Bridge using a vision-based system. The vision-based system used digital camcorders and tripods considering the convenience and economic efficiency of measurement. Measuring the natural frequencies for high-order modes required for the vibration method is difficult because the hanger cable response measured using the vision-based system is displacement-based. Therefore, this study proposed a back analysis technique for estimating tension using the natural frequencies of low-order modes. Optimization for the back analysis technique was performed by defining the difference between the natural frequencies of hanger cables measured in the field and those calculated using finite element analysis as the objective function. The direct search method that does not require the partial derivatives of the objective function was applied as the optimization method. The reliability and accuracy of the back analysis technique were verified by comparing the tension calculated using the method with that estimated using the vibration method. Tension was accurately estimated using the natural frequencies of low-order modes by applying the back analysis technique.