• 대한토목학회논문집
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• 제30권6A호
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• pp.535-542
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• 2010

철도교량과 같이 주기적 가진에 의해 공진발생의 가능성이 높은 구조물에 있어서, 정확한 구조물의 동적특성치 파악은 설계단계 및 공용중 안정적인 응답을 확보하기 위해 필수적이다. 이 논문에서는 실축척 구조물을 대상으로 하는 강제 진동실험에서 일반적으로 사용할 수 있는 가진방법인 가진기 및 충격해머를 사용한 가진실험의 결과를 상호 비교하여 가진방법에 따른 고유진동수 추출결과의 차이 및 차이의 발생원인을 분석하고, 보다 정확한 구조물의 고유진동수를 산출하기 위한 보정방법을 제안하였다. 또한, 철도교량의 시공단계에 따라 궤도부설 전, 후에 진동실험을 수행하였으며, 궤도부설에 의한 고유진동수 변화를 관찰하였다. 가진방법에 따른 측정 고유진동수의 차이는 가진기의 경우 부가질량의 효과, 충격해머의 경우 동적응답 레벨에 따라 변화하는 지점강성효과에 기인하는 것으로 파악되었으며, 이에 대한 보정을 통해 보다 신뢰성 높은 고유진동수로 환산하는 것이 가능하였다. 궤도부설의 효과는 일반적으로 부가질량으로만 고려하여 궤도부설 전에 비해 고유진동수가 감소하는 것으로 예상되어 왔지만, 이 연구에서 수행한 실험의 결과로 질량추가의 효과에 상당하는 강성기여 효과도 있는 것으로 나타났으며, 강성증가율은 발생변위의 수준에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 설계단계에서 완성계의 고유진동수 예측시 궤도의 발생변위수준을 고려하여 적절히 강성기여 효과를 고려하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.87-93
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• 2001

이 논문은 사하중에 의한 정적 처짐을 갖는 변단면 보의 자유진동에 관한 연구이다. 사하중이 작용하는 변단면 보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 최 저차 3개 모드의 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 수치해석 예제에서는 선형 변단면과 등분포 사하중을 채택하였다. 지점조건으로는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 보를 채택하였다. 수치해석의 결과로 하중강도, 세장비 및 단면비가 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 사하중의 영향을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 진동형을 서로 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.305-311
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• 2012

보강 원통셸의 기본 고유 진동수를 최적화하기 위해서, 보강재의 개수를 1 개에서 5 개까지 보강된 원통셸에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 고유 진동수에 대한 최적화를 시뮬레이션하기 위해서 ANSYS 11.0 을 사용하였다. 최적화 방법으로 Subproblem Approximation Method 를 이용하였다. 최적화의 설계 함수로는 T-형 링 보강재의 기하형상이며, 제한 함수로는 보강에 따른 추가 부피가 10 % 이내로 제한하였다. 목적함수는 기본 고유진동수를 최대화하는 것이다. 최적 설계에 대한 성능 지표는 비보강 원통셸과 보강원통셸의 고유진동수와 부피의 비로서 정의하였다. 최적 성능 지수는 3 개의 보강재를 사용한 원통셸에서 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.414-419
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• 2020

본 연구에서는 사장교의 케이블 가속도계로부터 확보한 방대한 계측데이터의 활용을 확대하고자 인공지능 기반의 케이블 장력 추정 모델을 개발하였다. 케이블 장력 추정 모델은 진동법에 따른 장력 추정 과정에서 고유진동수를 판정할 수 있는 알고리즘을 핵심으로 하며 학습데이터 구성에 적합하고 판정 결과에 대한 성능이 확보될 수 있도록 입력층, 은닉층, 출력층으로 구성되는 인공신경망(Artificial Neural Network)을 적용하였다. 인공신경망의 학습데이터는 케이블 가속도 계측데이터를 진동수로 변환 후 구성하였으며 고유진동수를 중심으로 일정한 패턴을 갖는 특성을 활용하여 기계학습을 진행하였다. 학습데이터 구성 시 다수 패턴의 고유진동수를 대표할 수 있도록 다양한 크기의 진폭을 갖는 진동수를 사용하고 일정 수준으로 진동수를 누적하여 사용할 경우 고유진동수에 대한 판정 성능이 개선됨을 확인하였다. 장력 추정 모델의 성능을 판단하기 위해 계측분석 기술자에 의해 추정한 장력의 관리기준과 비교하였다. 케이블 가속도계로부터 확보한 139개의 진동수를 입력값으로 사용하여 검증을 수행한 결과 실제 정답과 유사하게 고유진동수를 판정하였고 고유진동수에 의해 케이블의 장력을 추정한 결과는 96.4%의 수준으로 관리기준에 부합하는 결과를 보여주고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권7호
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• pp.17-28
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• 2017

본 연구에서는 건조사질토 지반에 근입된 말뚝의 동적 거동을 분석하기 위해 1g 진동대 실험을 수행하였다. 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수를 측정한 후 고유 진동수를 기반으로 하중 진동수를 산정하고 이에 대한 거동을 분석하였다. 또한, 추가적으로 말뚝의 동적 거동에 영향을 미치는 인자를 분석하기 위하여 입력 가속도, 상부하중, 말뚝 두부 구속 조건에 따른 거동을 분석하였다. 분석결과, 하중 진동수가 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수보다 큰 경우 상대적으로 말뚝 두부변위와 휨모멘트가 크게 발생하고 동적 p-y 곡선의 기울기가 작게 나타났다. 또한, 동적 p-y 곡선의 영향인자를 분석한 결과, 말뚝 두부구속조건은 동적 p-y 곡선의 기울기에 영향을 적게 끼침을 확인하였고, 입력가속도, 상부하중 등의 의한 관성력, 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수와 입력 진동수의 관계 그리고 지반조건이 동적 p-y 곡선의 기울기에 큰 영향을 끼치는 것으로 확인되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.48-55
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• 2001

본 논문에서는 선박 추진축계의 중간 축과 프로펠러 축 직경 변경시에 추진축계 고유진동특성을 효율적으로 산정하고, 선박 주기관 연속운항 금지구간 설정에 영향을 미치는 비틂공진점의 최적 설계를 도모할 수 있는 추진축계 종 비틂 연성 고유진동 감도해석방법을 제시하였다. 제시된 방법의 타당성과 효율성은 2척의 실선 추진축계을 대상으로 중간 축 프로펠러 축 직경에 대한 고유진동수 감도해석을 수행하여 검토하였다. 아울러, 선급 규정을 충족시키는 범위 안에서 중간축 및 프로펠러 축의 인장강도와 축경을 변화할 경우의 종 비틂 연성 고유진동수 변화량을 고찰하였다.

• 한국농공학회지
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• 제37권2호
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• pp.53-63
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• 1995

본 논문의 다경간 연속아치의 자유진동에 관한 연구이다. 다경간 연속아치의 고유진 동수 및 진ㄷㅇ형을 산출하기 위하여 내부지점의 지점조건에 다른 경계조건식을 유도하였다. 아치의 선형은 포물선을 택하였으며, 회전-로울러-회전, 고정-회전-고정의 지점 조건을 갖는 2경간 연속아치에 대한 수치해석 결과를 제시하였다. Runge-Kutta maethod을 이용 하였다. 실제 수치해석예에서는 회전관성이 고유진동수에 미치는 영향을 고찰 하였으며, 무차원 고유진동수와 아치높이 지간길이비 및 세장비 사이의 관계를 분석하였다. 또한 실험을 토아여 이론적인 해석결과를 검증하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.59-66
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• 2009

구조물이 건전한 상태에서 진동계측을 통한 고유진동수와 감쇠율과 같은 동적특성의 분석에 대하여 국내 외적으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 실물 구조물에 대하여 파괴 직전까지의 큰 손상 후에 진동계측을 통한 동적특성에 대한 연구는 상대적으로 매우 미약한 실정이다. 따라서 본 연구는 3층 철근콘크리트조 건물에 엑츄에이터로 하중을 주어 건물에 손상을 준 후에 손상 전 후의 진동계측을 통하여 동적특성을 파악하였다. 손상 전 후에 대한 고유진동수 및 감쇠율을 산정하였으며, 이 결과를 국외의 기존 연구와 비교하였다. 상시진동계측 및 인력가진을 통한 계측방법을 실시하였으며, 계측 전에 고유치 해석을 선행하여 계측치와 비교분석을 하였다. 120mm의 수평변위를 준 결과 구조물의 파괴 직전 손상 전 후에 장변과 단변의 고유진동수는 각각 34.3%, 33.7% 감소하였고, 감쇠율은 각각 36.5%, 19.5% 감소하였다. 기존 국외의 연구결과와의 비교를 한 결과 고층형 건물보다 강성의 변화가 크게 감소됨을 확인할 수 있었으며, 저층형 구조물에 대한 안정성 검토가 시급함을 확인할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.105-113
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• 2003

최근 구조해석기법이 발달하고 구조재료가 고강도화 함에 따라 건물의 스팬이 점점 길어지고 따라서 바닥의 고유진동수와 감쇠능력이 낮아지고 있다. 이로 인해 과거에는 고려하지 않았던 진동문제가 빈번하게 대두되고 있으며, 구조체의 고유진동수가 사람이 민감하게 느끼는 범위에 들기 쉬우며, 더욱이 군중들이 모여서 뛰고 하는 장소는 바닥판의 고유진동수와 가진진동수가 근접함으로 인한 증폭현상이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 스팬이 33m로서 장스팬인 다목적 홀을 대상으로 진동측정을 하여 고유진동수와 감쇠를 측정하였고, 본 장소에서 국내 유명가수의 공연시 진동을 측정하여 진동실태를 조사하였다. 조사결과 2차 하모닉과 바닥판의 고유진동수가 근접할 때 공진현상이 발생함을 알 수 있었으며, 이렇게 조사한 자료를 바탕으로 설계 유지관리시 고려해야 할 사항들을 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.641-647
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• 2008

본 논문은 상시진동데이터로부터 구조물의 고유진동수 및 감쇠비를 추정하는 기법을 소개한다. 제안된 기법은 TDD기법에서 추출된 모드형상과 상호상관신호로부터 직교 잡음이 제거된 자유진동함수를 추출하고 시스템 인식기술을 적용하여서 각 모드별 고유진동수와 감쇠비를 추정한다. 제안 알고리즘의 정확도는 수치적으로 기존의 기법과 비교분석 되었다. 제안 알고리즘의 현장 적용성 검토는 서해대교 보강형의 수직방향 가속도에 대한 상시진동데이터를 통하여 검증되었으며, 총 24개의 저차모드가 추출되었다.