• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
• /
• v.9 no.5
• /
• pp.9-13
• /
• 2009

Modal parameters including resonant frequencies and mode shapes are heavily utililized in most damage identification throries for structural health monitoring. However, extracting modal parameters from dynamic responses needs postprocessing which inevitably involves errors in curve-fitting resonants as well as transforming the domain of responses. In this paper, the applicability of a damage identification method based on free vibration responses to the in-sevice responses is experimentally verified. The experiment is performed via applying periodic and nonperiodic moving loads to a simply supported beam and displacement responses are measured. The moving load is simulated using steel balls and a downhill device. The damage identification results show that the in-service response may be applicable to identifying damage in the beam.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.10a
• /
• pp.116-120
• /
• 1994

최근 항공우주 및 생산자동화 분야의 급격한 발달에 따라 정밀도와 효율성을 향상시키기 위해 저중량, 고강도 구조물이 요구된다. 그러나 경량화 추세로 인해 수반되는 구조물의 유연성 증가로 외력에 대한 구조응답의 진폭이 커지고 구조물의 피로 수명이 단축되어 매우 위험한 상황에 이를 수 있다. 이런 바람직하지 않은 진동현상을 제어하기 위해 여러 제어이론을 응용한 진동억제시스템의 연구가 활발하며, 신소재인 압전재료의 개발로 새로운 방향이 제시되고 있다. 압전재료는 유연한 구조물에 부착되어 압전재료의 수축, 팽창 운동에 의해 발생된 에너지를 부착된 구조물에서의 제어력으로 사용되어, 진동 혹은 자세 및 형상 제어에 활용되고 있다. 압전재료에 대한 연구로는 Crawley, de Luis3가 보의 표면 혹은 내부에 압전세라믹을 부착하여 액튜에이터로 사용하는 경우 집중모멘트를 가하는 역할을 함을 밝혔고, Hanagud, obal은 압전재료를 센서와 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 대한 최적 진동제어 알고리즘을 개발, 그 성능에 대한 효과를 조사하였고 임의의 위치에 부착된 센서 및 액튜에이터를 고려한 복합재료 보의 운동방정식을 유한요소법을 이용 유도하였으며 변위율 피드백(rate feedback)과 모달피드백(modal feedback) 제어기를 적용하여 진동제어 효과를 고찰하였다. 그리고 Tomas, James, Hubbard는 압전필름을 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 Liapunov 제어기와 변위율 피드백 제어기를 사용하여 능동감쇠기를 설계하였고, Lee, Chaing, Sullivan은 압전필름을 센서와 액튜에이터로 사용해 평판에 변위율 피드백 제어기를 적용한 능동감쇠기를 설계하고 실험적으로 수행하였다. Base가 백색잡음가진을 지속적으로 받을 때 보끝의 움직임이 최소가 되도록 제어하고자 연구를 수행 중인 바 그 결과로소 본 논문에서는 적용시켰고 F-P-K 방정식을 이용해 확률영역으로 변환하여 LQR 제어기와 pole allocation 제어기를 시스템에 적용시켜 우수한 특성을 갖음을 제어 시뮬레이션의 결과를 통해 입증하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.18 no.7
• /
• pp.39-44
• /
• 1999

An analysis of the frequency parameters and vibrational modes is described for a rectangular plate. Double Fourier sine series is used as a modal displacement functions of a rectangular plate and applied to the free vibration analysis of a rectangular plate under various boundary conditions. The frequency parameters obtained by the double Fourier sine series method are compared with those obtained by the theory of finite element method and Ritz method. Frequency parameters are presented for the various aspect ratios for plate. The first four modal shapes for the rectangular plate under various boundary conditions are accurately described.

• Journal of KSNVE
• /
• v.6 no.6
• /
• pp.771-779
• /
• 1996

In this paper, double Fourier sine series is used as a modal displacement functions of a rectangular plate and applied to the free vibration analysis of a rectangular plate under various boundary conditions. The method of stationary potential energy is used to obtain the modal displacements of a plate. To enhance the flexibility of the double Fourier sine series, Lagrangian multipliers are utilized to match the geometric boundary conditions, and Stokes' transformation is used to handle the displacements that are not satisfied by the double Fourier sine series. The frequency parameters and mode shapes obtained by the present method are compared with those obtained by MSC/NASTRAN and other analysis.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.210-214
• /
• 2005

The objective of this study is design and structural analysis of crusher for useless wood. Structural analysis and modal analysis were effected in ANSYS and the structural safety was examined in search of displacement, stress, strain. There are avoid to resonance phenomenon by motor control.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.195-198
• /
• 2011

석유 및 천연가스 생산에 사용되는 고정식 해양플랜트에는 자켓 구조물이 가장 많이 사용되고 있다. 생산에 사용되는 자켓 구조물은 풍하중이나 파랑하중에 의해 인명의 피해 없이 변위 및 응력에 대해 안전해야 한다. 그러나 1940년대 후반부터 사용되어 온 자켓 구조물은 피로하중, 노후화로 인해 내구성에 문제가 생기고 있다. 본 논문에서는 자켓 구조물의 안전성을 검토하기 위해 모드형상을 이용하여 자켓 구조물의 손상 위치를 탐색하는 방법을 제시한다. 제시한 손상탐지기법의 효용성을 입증하기 위해 자켓 구조물의 유한요소모델에 임의의 손상을 모사하였다. 유한요소모델의 손상 전 모드형상과 손상 후 모드형상의 모달 변형에너지의 변화를 이용하여 손상 지수를 유도하고 유도한 손상지수를 사용하여 손상이 있는 부재와 손상이 없는 부재를 분류하였다. 연구 결과 손상지수가 '0'인 부재를 제외한 나머지 부재 모두 본 연구에서 제시한 손상탐지기법으로 손상 부재를 판별할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.34 no.9
• /
• pp.45-52
• /
• 2006

In this study, a nonlinear control by feedback linearization method, one of nonlinear control schemes based on the nonlinear model, is proposed to suppress the flutter of a supersonic composite panel using piezoelectric materials. Most of the previous panel flutter controllers are the LQR(Linear Quadratic Regulator) which is based on the linear model. A nonlinear feedback linearizing controller proposed in this study considers the nonlinear characteristics of the system model. We use the actuator implemented by piezoceramic PZT. Using the principle of virtual displacements and a finite element discretization with the conforming four-node rectangular element, we first derive the discretized dynamic equations of motion, which are transformed into a nonlinear coupled-modal equations of motion of state space form. The effectiveness of the proposed method is also compared with the LQR based on the linear model through numerical simulations in the time domain using the Newmark method.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2004.04a
• /
• pp.423-430
• /
• 2004

A new active neuro-control strategy for seismic response reduction using modal states is proposed. In order to apply the neuro-control strategy to the given structural system it is needed to select state variables used as inputs into the neural network. If the degrees of freedom of the analytical model is large, there are so many possible combinations of the state variables. And selecting state variables is very complicated and troublesome task for the designer. In order to avoid this problem, the proposed control system adopts modal states as inputs. Since the modal states contain the information of the whole structural system's behavior, it is proper to use modal states as inputs of the neuro-controller. The simulation results show that the proposed the proposed active neuro-control strategy is quite effective to reduce seismic responses. In addition, the consuming time for training proposed neuro-controller is quite shorter than that for the conventional neuro- controller. The results of this investigation, therefore, indicate that the proposed active neuro-control strategy using modal states as the inputs could be effectively used for control seismically excited structures.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.110-122
• /
• 1996

본 논문에서는 전기유동유체(Electro-Rheological Fluid : ERF)를 함유하는 지능구조물의 동적 모델링 및 진동제어를 수행하였다. 먼저 실리콘 오일을 기본용매로 하여 조성된 ERF의 복소 전단모듈러스를 전장부하와 가진 주파수의 함수로 동적 회전모드 실험을 통하여 도출한 후, 이를 샌드위치 보 이론과 연계하여 동적 모델링을 실시하였다. 도출된 6차 편미분방정식 형태의 지배 방정식을 유한요소 모델로 이산화하여 전장부하에 따른 지능구조물의 동탄성 특성값인 감쇠 고유 주파수 및 모달 손실계수를 주파수 영역에서 얻었다. 그리고 ERF를 함유한 샌드위치 형태의 지능구조물을 제작한 후 실험적으로 얻은 동탄성 특성값과 모델에 의해 예측된 동탄성 특성값을 비교 고찰하여 제시된 동적 모델에 대한 타당성을 입증하였다. 또한 모델을 통해 전장부하 함수로 예측된 주파수 응답곡선 중에서 각 주파수 대역에 대해 최소 변위가 되는 응답곡선을 요구응답으로 설정한 후, 그에 해당하는 전장부하를 선정하는 논리적인 능동 진동제어 알고리즘을 제안하였다. 제어알고리즘의 유용성을 입증하기 위해 실험적으로 수행된 능동 진동제어 결과를 주파수영역과 시간영역에서 제시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.29 no.9 s.240
• /
• pp.1175-1182
• /
• 2005

General systems have many substructures assembled at joints. The bolted joint is generally used in assembling the mechanical parts. However, there are no effective modeling methods to analyze the dynamic characteristics of bolt jointed structure using the finite element (FE) analysis, especially in case of large area contact. Moreover, the design methods for the appropriate bolt locations and the number of bolts considering the dynamic characteristics are not guided properly. In this study, a proper modeling method is developed to simulate the dynamic characteristics of a structure with the large interfaced area using the cone frusta method and spring elements. The natural frequencies are also controlled by adjusting the bolt-joint location and the number of bolts considering relative distances in mode shapes at the interface of bolt-jointed plates. The Modeling method and the optimized design method are verified based on the experimental and the FE analysis results.