• 제목/요약/키워드: 동적과도응답해석

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ER 클러치/브레이크 작동기를 이용한 회전운동제어 (Rotational Motion Control Using ER Clutch/Brake Actuators)

  • 최승복;정재천;김준호;한문식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권8호
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    • pp.126-134
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    • 1998
  • 본 연구에서는 회전운동을 제어하기 위한 새로운 작동기로서 전기장에 대하여 매우 빠른 응답특성을 갖고 있는 두 쌍의 실린더형 ER(electro-rheological) 클러치/브레이크 작동기를 제안하였다. 자체조성 된 ER유체의 빙햄특성 모델을 실험적으로 도출하였으며, 이와 연계한 작동기 모델을 구성하여 전기장에 따른 전달 및 제동 토크를 해석한 후 알맞은 크기의 클러치/브레이크 작동기를 제작하였다. 제작된 작동기의 동적특성(시상수 등)을 작동기 모델에 고려하기 위하여 계단입력 전기장에 따른 과도응답 실험을 클러치와 브레이크 모드에서 각각 수행하였다. 제안된 작동기의 응용성을 보이기 위하여 두쌍의 작동기로 구동되는 실험실 차원의 소형 와권식 세탁기 시스템을 구성한 후 동적지배방정식을 유도하다. 각 작동기와 연계된 PID제어기를 설계하여 세탁과 탈수시의 회전운동을 제어하였으며, 부하질량의 변화에 대한 작동기 시스템의 제어 효율성과 장시간 운전을 통한 제어 내구성 실험을 수행하였다.

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비선형 동흡진기의 동적거동에 관한 연구 (A Study on the Behaviour of Nonlinear Dynamic Absorber)

  • 박철희;송석홍;신현재
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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    • pp.55-58
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    • 1992
  • 일반적으로 기계계 또는 기계요소가 외력을 받아 진동할 때 공진이 문제시 되는 경우가 많다. 이러한 계의 공진 제어에는 주로 댐핑재료(damping material)의 사용이 일반화 되어왔다. 그러나 댐핑재료를 사용한 제어에 있어 서는 계의 특성이나 규모등에 따라 많은 제한요소가 따르는데 특히 구조물 의 규모가 커지거나 복잡해지면, 제어 위치선정에도 어려움이 따르며 그 효 과도 기대하기 어렵다. 다른 방법으로는 기계계의 동적 특성치에 변화를 주 는 것이나, 이를 허용하지 않는 계가 많다. 따라서 이러한 단점들을 보완하 기 위해서 고안된 것이 동흡진기(dynamic absorber)이다. 기존의 선형 동흡 진기[1]는 주공진 부근영역에서 가진되는 계에만 적용이 가능하기 때문에, 흡진기와 기계계의 크기비(ratio)의 결정이 제한적이다. 이런 제한을 극복하 여 비교적 넓은 범위의 가진 주파수에 대해서 최대의 응답을 최소화하기 위 해서는 비선형 동흡진기[5]의 해석이 요구되고 있다. 제어대상의 최적응답을 얻기 위해 흡진기의 크기를 변화시키는 과정을 tuning이라 하는데, 이 과정 을 통해 최적의 감쇠값을 결정할 수 있다. 비선형 흡진기의 장점은 tuning 과정시 비선형 파라미터 변화에 의해 제어가 가능한 영역을 확장할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 동흡진기의 tuning 과정시 흡진기의 크기비와 비선형 파라미터비에 따른 효과를 정규모우드를 활용하여 고찰한 후, 최적의 응답을 통해 비선형 동흡진기의 동적 거동을 연구하였다.

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초기조건을 갖는 이산계의 과도응답에 대한 스펙트럴해석법 (Spectral Analysis Method for the Discrete Systems with Initial Conditions)

  • 김성환;조주용;이우식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제29권4호
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    • pp.578-583
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    • 2005
  • This paper introduces a fast Fourier transform (FFT)-based spectral dynamic analysis method for the transient responses as well as the steady-state responses of the linear discrete systems subject to non-zero initial conditions. The forced vibration of a viscously damped three-DOF system is considered as the illustrative numerical example. The proposed spectral analysis method is evaluated by comparing its results with the exact analytical solutions and the numerical solutions obtained by the Runge-Kutta method.

강체 운동을 고려한 충격을 받는 외팔 보의 동적 해석 (Dynamic Analysis of a Cantilever Beam Undertaking Impulsive Force That Undergoes Rigid Body Motion)

  • 임홍석;유홍희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.890-895
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    • 2005
  • This paper presents the dynamic analysis of a cantilever beam undertaking impulsive force that undergoes rigid body motion. The transient response of the beam induced by the impulsive force and the rigid body motion is calculated based on hybrid deformation variable modeling method by applying the Rayleigh-Ritz assumed mode method. The stiffness variation effect caused by the rigid body motion is considered in this modeling. The effects of the impulsive force position and the angular velocity on the transient responses of the beam are investigated through numerical studies.

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충격력을 받는 회전하는 외팔 보의 동적 해석 (Dynamic Analysis of an Impulsively Forced Rotating Cantilever Beam)

  • 임홍석;유홍희
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.226-232
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    • 2006
  • This paper presents the dynamic analysis of an impulsively forced rotating cantilever beam with rigid body motion. The transient response induced by the impulsive force and the rigid body motion of the beam are calculated using hybrid deformation variable modeling with the Rayleigh-Ritz assumed mode methods. The stiffness variation effect due to the rigid body motion of the beam is considered in this study Also, the effects of the impulsive force position and the angular velocity on the transient responses of the beam are investigated through numerical works.

무인잠수정의 진수 인양에 따른 케이블시스템의 동적거동 평가 (Assessment of Dynamic Behavior of Cable System Due to Launching and Recovery of UUV)

  • 조규남;김민;송하철
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.193-197
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    • 2004
  • A finite element analysis is proposed to assess the dynamic response due to impulse excitation of UUV cable system. 'Onnuri'. a special purpose ship of KORDI. was adopted as a support vessel. and all the main dimensions and properties used in the analysis were determined by the support vessel. Transient dynamic response analysis was carried out for various types of impulses. and the magnitude of cable tension induced by impulse was discussed as results.

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내부에 유체가 흐르는 파이프계의 동적안정성 및 응답해석 (Dynamic Stability and Response Analysis of Piping System with Internal Flow)

  • 이우식;박철희;홍성철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.1861-1871
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    • 1991
  • 본 연구에서는 아직까지 연구가 미진한 내용 즉, 유속과 압력이 시간과 위치 의 함수인 유동특성과 파이프의 운동이 상호 연계되어 영향을 주는 일반적인 경우의 운동방정식을 유도하였고 단순지지된 직선 파이프를 모델로 설정하여 동적 안정성 (dynamic stability)과 진동응답을 수치적으로 고찰하였다.

부지응답해석에 기반한 지반운동 선정 및 보정에 관한 고찰 (A Study on the Selection and Modification of Ground Motion Based on Site Response Analysis)

  • 황정현;목지욱;손현실;옥종호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.103-110
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    • 2020
  • 최신 내진설계기준 KDS 41 17 00에 비선형동적해석에 사용될 지반운동 선정 및 보정에 관한 절차가 반영되었으나 관련 문헌 부족으로 실무적 차원에서의 적용이 여전히 어려운 실정이다. 본 연구는 비선형동적해석 수행을 위한 지반운동을 선정하고 보정하기 위해 부지응답해석을 수행한 사례를 소개한다. 이에 근거하여, 현행 설계기준에 명기된 부지응답해석 관련 조항을 실무적용 차원에서 검토하였다. 그 결과 암반운동선정에 관한 설계조항이 지나치게 엄격하여 과도한 결과를 초래하는 것으로 나타났다. 이는 가속도 민감 구간을 포함한 관심주기범위를 지닌 저층 구조물일수록 더욱 부각되는 것으로 판단된다. 특히 표면지진파가 기준에 적합한 응답을 보였음에도 불구하고, 해석 전 절차의 암반운동선정과 관련된 조항으로 인해 해석 후 절차와 관계없이 지진파를 다시 선정 및 보정해야만 했다. 또한, 연약지반이거나 해당 지반에 강한 지진이 발생하는 경우에는 지반물성과 적절한 해석 기법을 올바르게 선정하기 위해 더욱 엄격한 조사가 선행되어야 한다고 판단된다. 지반물성과 해석기법에 관한 신뢰도가 조금이라도 문제가 있다면 설계용도로 사용하기에 부적합한 결과를 초래할 수 있기 때문이다.

비선형 탄성 방진 고무부에 충격 가속도를 받는 짐발 구조 시스템의 동적 해석 (Dynamic Analysis of Gimbal Structure System Including Nonlinear Elastic Rubber Vibration Isolator with Shock Acceleration)

  • 이상은;이태원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권4호
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    • pp.415-422
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    • 2016
  • 충격 가속도가 기계 시스템에 가해지면 시스템의 기능 저하 및 파손이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여 감시 정찰 비행기에 장착되는 짐발 구조 시스템은 설계 사양으로 MIL-STD-810G 충격 규격을 반드시 만족해야 한다. 일반적으로 비행기에서 전달되는 충격을 완화하기 위하여 시스템의 기초부에 방진고무가 설치된다. 고무는 비선형 하중-변형 관계를 가지므로 정확한 시스템의 충격 응답 계산이 어렵다. 이를 해결하기 위하여 비선형 특성을 2개의 선형으로 근사화하여 기초부에 충격 가속도를 받는 시스템의 동적 해를 유한요소법으로 구하였다. 그리고 동일한 조건에서 행한 실험과 비교 결과 제안된 해석 방법이 강성과 감쇠에서 비선형성을 갖는 방진고무가 포함된 짐발 구조 시스템의 동적 해석에도 유용함을 입증하였다.

주행면 단차에 의한 경량전철 교량의 충격 시뮬레이션 및 실험 (Simulation and Experimental Study on the Impact of Light Railway Train Bridge Due to Concrete Rail Prominence)

  • 전준태;송재필
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권1A호
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    • pp.45-52
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    • 2010
  • 본 연구는 AGT 시스템의 콘크리트 주행면에 발생할 수 있는 요철이 교량 구조물에 미치는 영향을 파악하고자 경북 경산의 경량전철 시험선 중 30 m P.S.C. 교량을 대상으로 지간 중앙에 10 mm의 단차를 설치하여 교량에 가해지는 충격량을 실험을 통해 확인하였다. 아울러 이미 개발된 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램과 실험을 비교하여 시뮬레이션 프로그램의 실무 적용 가능성을 평가하였다. 실험 결과 콘크리트 주행면에 단차가 있는 경우 교량 변위는 미약하게 증가하였으나 가속도 응답은 5 km/h의 주행속도에서는 평균 345%, 20 km/h부터 60 km/h까지는 평균 50%가 증가하여 콘크리트 주행면 단차가 교량에 과도한 충격 및 진동을 유발하여 교량 내구성에 악영향을 미칠 수 있음을 확인하였다. 아울러 개발된 AGT 차량 및 교량 동적 상호작용 해석 프로그램으로 단차에 의한 교량 변위 및 가속도 응답 해석을 수행한 결과 실험과 유사한 응답 시뮬레이션이 가능하였다. 이는 추후 AGT 교량 설계와 AGT 콘크리트 주행면 관리를 위한 기준 설정에 효과적으로 활용할 수 있음을 확인하였다.