• 과학과기술
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• 제34권12호통권391호
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• pp.26-27
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• 2001

건국대 능동구조재료연구실은 1991년에 문을 열어 항공우주용 고성능 능동복합재료작동기 개발에 한창이다. 소형 무인항공기, 우주 구조물 및 로봇, 정비기기에 근육형 작동기 응용부품 및 서브시스템을 개발하여 적용함으로써 그 성능을 혁신적으로 향상시키는 것을 최종 목표로 하고 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1990년도 추계학술대회논문집; 한양대학교, 서울; 24 Nov. 1990
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• pp.47-50
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• 1990

종래에는 공조덕트의 소음 감소를 위하여 주로 흡음재료를 사용하여 왔다. 그러나 이러한 흡음재료를 이용한 소음감소대책은 500HZ 이상의 고주파 영 역에서는 효과가 있으나 500HZ 이하의 저주파 영역에서는 효과가 적다. 이 러한 500HZ이하의 저주파 소음은 각종 구조물의 진동을 야기시켜 정밀작업 이 요구되는 작업환경을 파괴하고, 심지어는 구조물에 손상을 입힐수도 있 다. 또한 이러한 저주파 소음에 노출된 사람의 심리를 불안하게 하여 일의 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 청력장애를 일으키기도 한다. 또한 청정환경이 요구되는 곳에서의 소음감소를 위하여 흡음재료를 사용할 경우 흡음재료로 부터 떨어져 나오는 미세분에 의해 청정환경의 보존이 어려워진다. 이러한 흡음재료를 이용한 수동소음제어 대책의 단점을 해결하기 위하여 소음을 그 소음과 동일한 진폭을 갖으며 위상차가 180도인 인위적인 음파로 상쇠시키 는 능동소음제어대책의 개발이 요구되어 왔다. 본 논문은 덕트 또는 이와 유 사한 음향환경내에서의 적응필터기법(adaptive filtering technique)을 이용한 능동소음제어방법의 개발, 실제구현 및 성능평가에 관한 것으로서, 특히 다 수의 에러 마이크로폰과 다수의 소음제어용 스피커를 사용하여 제어계통의 가관측성(Observability)및 가제어성(Controllability)을 향상시켜 평면파로 전 달되는 소음의 감소를 증대시킬수 있을 뿐만 아니라 고차모드(Higher-order mode)로 전달되는 소음의 제어도 가능케하는 능동소음제어 방법에 관하여 논하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.262-262
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• 2003

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.712-717
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• 2003

지능 재료를 이용한 디바이스는 자연계에 존재하는 생명체와 같이 내.외부 환경 변화에 대응하여 스스로 변하는 능동적 기능을 갖고 있기 때문에 시스템 성능의 극대화 및 유지비용의 최소화를 가져오게 된다. 이러한 지능재료 기술은 지난 10여년 전부터 연구되었는데 대표적인 웅용을 보면, 산업, 항공, 교통, 운송 분야의 능동 소음 및 반능동 진동제어; 복합 재료 손상위치 탐지시스템, 손상구조 건전성 평가시스템, 교량, 저장탱크, 건물, 유조선, 대형 구조물의 건전성 평가 시스템; 초정밀 직진 안내기구, 나노 스테이지, 절삭오차 보정용 엑츄에이터, 초음파 회전모터, 지능유압 서보밸브, 변형 거울 등의 모터/엑츄에이터; 자동차 엔진 성능제어, 흡배기구 압력측정, 가속도 센서, 자이로센서, 에어백 센서, 타이어 센서 등의 지능 MEMS/NEMS 센서; electronic article 정찰, 도서태그, 비접촉 항공 운송물 분류 및 보안시스템, 전자 운전자 식별시스템, 광섬유 건물 보안 시스템, 지능 신경망 형상 인식 시스템 등의 보안 시스템; 지능항공기 구조물, 인공위성안테나, 헬리콥터 회전익 등의 형상제어가 있다. 본 논문에서는 지능재료 기술을 정리하고 차세대 철도차량 기술에 지금까지 적용한 예를 소개하며 향후 적용할 수 있는 분야들을 가능성 및 실용성 면에서 소개하고자 한다.

• 세라미스트
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• 제8권3호
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• pp.25-30
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• 2005

최근 SOP에 대한 관심이 늘어나고 있으며 그에 따라 새로운 재료에 대한 관심도 증폭되고 있다. 예전의 단순한 신호 전달의 매개체 역할에서 벗어나 많은 수동 소자나 RF소자들을 내장하고 궁극적으로는 능동 소자까지 단일 기판위에 탑재하기 위해서는 기존의 RF 적인 전기적인 요구 특성 위에 많은 부가 특성들이 요구된다. 특히 SI이나 GaAs같은 능동 소자들과의 Assembly과정에서의 신뢰성을 확보하기 위해 낮은 선팽창 계수나 높은 탄성 계수 등의 기계적인 특성들이 요구되고 있으며 또한 점차 복잡한 회로 구조 등을 구현하기 위해 무수축이라는 새로운 공법 또한 요구되어 지고 있다. 그리고 사용주파수가 점차 높아짐에 따라 한편으로는 저유전율과 저손실의 재료가 요구되고 있으며 다른 한편으로는 embedded Capacitance의 요구에 맞춰 고유전율의 기판재료 또한 요구되어 지고 있다. 따라서 궁극적으로는 회로 구현의 목적에 따라 저유전율과 고유전율의 이종 재료의 접합이라는 문제 또한 자연스럽게 대두되고 있다. 이처럼 SoP에 대한 시장의 요구가 증가함에 따라 새로운 재료개발의 요구 또한 늘어나게 될 것으로 예상된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권2호
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• pp.139-146
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• 2009

능동 비틀림 제어기법을 이용한 복합재료 로터 블레이드의 헬리콥터 진동억제에 대한 수치연구를 수행하였다. 허브에 작용하는 진동하중 억제를 위해 복합재료 블레이드의 탄성 연계와 함께 압전 소재의 전단변형 메커니즘을 이용하였다. 로터 블레이드는 표면에 압전 작동기를 부착한 박벽 상자형 단면을 갖는 복합재료 보로 모델링하였다. 회전익에 대한 지배 운동방정식은 Hamilton 원리를 이용하여 구성하였고, 공력하중은 자유후류모델을 포함하는 비정상 공력 이론을 이용하여 구했다. 다양한 탄성연계 적층과 능동 작동기를 부착한 복합재료 블레이드에 대해 허브진동 하중 특성을 고찰하였다. 수치해석 결과 최적 제어 알고리듬을 적용하여 $N_b$/rev 진동하중을 대폭 줄일 수 있음을 보였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권12호
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• pp.950-955
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• 2002

The coupled finite/boundary element method is used in numerical analysis for acoustic radiation from the vibration of rectangular composite plate which is simply supported. This analysis is validated using the Wallace equation for an isotropic plate. Active control of sound fields has been tarried out using 3 pairs of piezoelectric sensor/actuator and a pair of viscoelastic material by Passive constrained layer damping treatment. The results show that the optimal placement of piezoelectric sensor/actuator and VE patch is required to control the sound fields from a vibrating composite plate.

• 소음진동
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• 제5권3호
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• pp.292-302
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• 1995

압전재료를 이용한 능동진동제어에 관한 연구동향과 연구결과를 살펴보았다. 능동 진동제어에 사용되고 있는 감지기/작동기들 중 압전세라믹은 몇 가지 장점을 지니고 있어 그 적용에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있는 것이 현실이며 실제 구조 물로의 적용이 이루어지고 있다. 압전세라믹을 이용한 진동제어는 박판으로 이루어진 국부구조물의 진동제어에 적합하며 그래서 자동차의 진동소음제어, 위성체 태양판의 진동제어에 사용할 수 있고 또한 겹쳐놓은 형태의 압전세라믹은 트러스 구조물의 능동 멤버로 활용할 수 있다. 이렇게 겹쳐놓은 압전세라믹 구조는 진동 고립(vibration isolation)을 원하는 장비의 지지대로 사용할 수 있어 그 응용분야가 넓다. 최근까지 도 압전세라믹을 이용한 진동제어는 주로 외팔보, 또는 평판과 같은 단순한 기하학적 형상을 가진 구조물에 국한되어 연구가 진행되어 왔고 제어기법 또한 그동안 전기 제어분야에서 개발되어 온 기법들을 적용하는 현상을 보였는데 구조물의 자유도가 무한대임을 고려할때 앞으로 구조물에 합당한 제어기법의 개발이 요망된다고 하겠다. 이 논문에서 선보인 PPF와 SRF 제어 기법은 필자가 간단히 회로를 구성하여 실험을 수행하였는데 압전재료의 진동제어 기법으로 단순하면서도 효율적인 제어기법이라고 말할 수 있다. 압전재료를 이용한 진동제어에 관한 국내의 연구활동이 미미한 상태 이으로 이분야에 대한 연구자들의 관심을 모을 필요가 있다. 압전세라믹 감지기와 작동기의 설치는 그동안 압전세라믹 판을 직접 구조물에 접착시킨 형태로 진행되었 는데 새로운 형태의 압전세라믹 작동기의 개발이 시급하다. 이는 높은 전압을 필요로 하는 진동제어는 필수적으로 커다란 부대시설을 요구하게 됨으로 전압을 높이지 않고 도 진동제어를 효율적으로 할 수 있는 압전세라믹의 제조가 필요하다고 하겠다. 필자 는 이런 목적으로 다층 압전세라믹(multilayer piezoceramic plate)을 제작한 적이 있었는데 실험결과는 신통치 않았다. 또한 압전세라믹을 길고 얇은 조각으로 잘라 사용하는 방법로 있었으나 세라믹의 절단시 다이아몬드 컷터를 사용해야 되어 제작이 곤란했다. 또한 압전세라믹이 부서지기 쉬운점을 개선한다면 진동제어에 있어 아주 효과적인 감지기/작동기가 될 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제20권6호
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• pp.21-27
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• 2007

복합재 보강판에 영구히 부착된 배열 압전 능동 센서를 사용하여 저속 충격 손상을 탐지하였다. 압전 능동센서를 사용하여 구조에 램파를 전파시키기 위한 다양한 진단신호를 생성하였으며, 손상으로 인한 구조 진동의 특성 변화를 탐지하기 위하여 그 응답을 측정하였다. 이 신호 변화 특징을 한 개의 손상 지수로 표현하기 위하여 3가지 알고리즘-ADI(Active Damage Interrogation), TD RMS (Time Domain Root Mean Square), STFT(Short Time Fourier Transform) -이 검토되었다. 손상 탐지시험을 수행하여, 사용한 기법과 진단신호로 저속 충격으로 인한 두 개의 층간분리를 탐지하였으며, 그 위치를 추정하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권8호
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• pp.806-814
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• 2009

이 논문은 능동흡음재를 이용한 수중음향반사파 상쇄에 관한 연구이다. 능동흡음재는 평판형 구동센서와 수신센서로 몰딩되고 외부 제어기와 연결된 구조로 되어있다. 이 두 층의 센서와 피드백제어기는 하나의 피드백 루프를 이루며, 이 루프의 특징은 외부로부터 인가되는 입사파에 대해 음향 임피던스가 자동적으로 정합되어, 자동적으로 반사파를 상쇄하는 특성을 가진다. 능동흡음재의 전기 구조 음향의 다중물리특성은 1차원 전달함수로 모델링 되고, 운용주파수 대역에서 입사파에 대한 반사파가 최소화 되도록 제어기의 전달함수가 설정된다. 능동형 흡음재는 수동형 흡음재의 두께에 비하여 현저히 얇은 두께를 가지며, 간단한 아날로그 회로 제어기만으로도 넓은 주파수 대역에서 우수한 흡음특성을 보인다.