• 한국기계가공학회지
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• 제18권2호
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• pp.58-64
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• 2019

This paper describes the analysis of dynamic characteristics and prediction of the stiffness for the joint between structural members. In the process of deriving the governing equations, the stiffness values responsible for the moment and shear force were modelled by using linear and torsional springs in the middle of a clamped-clamped beam. The sensitivities of the natural frequency and modal assurance criterion were investigated as a function of the dimensionless linear and torsional spring stiffness. The reliability of the predictions for the linear and torsional stiffness values was verified by the inverse computations of the stiffness matrix. The predictive and exact theoretical stiffness values were compared for the stiffness element in the finite element formulation, and their results show an excellent correlation. It is strongly anticipated that although the proposed methodology is currently limited to the analytical utilization, it will provide a useful tool to estimate unknown joint stiffness values based on the experimental natural frequency and mode shape.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.498-509
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• 2008

본 논문에서는 안벽구조물에 대한 지지력, 전도 및 활동에 대한 파괴모드별 수준 I, II & III의 신뢰성 해석을 수행하였다. 파괴모드에 따른 적절한 설계기법을 적용하여 민감도 분석을 실시하고 케이슨식 안벽 설계시 확률변수가 신뢰지수에 미치는 영향을 분석하였다. 신뢰지수 산정결과, 최대위험시의 사례연구 I의 경우, Level II와 III 방법 모두 1.416, 사례 II의 경우, 각각 2.201과 1.880로써 Level II (FORM) 및 Level III의 시뮬레이션 방법이 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 대체로 케이슨식 안벽은 주요 파괴모드중 지지력과 활동에 대한 파괴확률이 비교적 크고 전도에 대한 파괴확률이 가장 낮은 것으로 나타났다. 민감도 분석 결과, 신뢰지수에 가장 큰 영향을 미치는 확률변수는 활동, 전도 및 지지력 파괴모드에서 각각 마찰계수, 잔류수압 및 저항모멘트로 나타났다. 특히, 지진시 변동계수가 큰 관성력 및 동수압은 민감도 변화가 크지 않아 변동계수와 민감도에 관련된 기존의 연구와 유사한 결과를 얻었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.149-159
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• 1999

본 연구에서는 고유진동수를 사용하여 균열의 위치와 크기를 발견하는 비파괴 균열발견모델을 유도하고 Euler-Bernoulli 보를 대상으로 이 모델의 적합성을 검증하였다. 먼저, 균열위치예측모델과 균열크기예측모델로 이루어진 균열발견체계를 제시하였는데, 균열위치예측모델은 모드민감도와 고유진동수 사이의 선형적인 관계로부터 간접적으로 유도되었으며 균열크기예측모델은 균열발생에 의한 변형에너지의 손실을 진동특성치의 변화와 비교하는 동적 파괴역학적 방법으로부터 유도되었다. 다음으로, 기존에 발표된 양단-자유보에 대한 진동모드 실험결과를 사용하여 균열위치와 균열크기를 예측하고 평가하므로 균열발견모델의 적합성과 적용성을 실험적으로 검토하였다. 대부분의 손상시나리오에서 균열위치와 균열크기 예측치는 실제값과 근사하게 일치하였다.

• 한국광학회지
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• 제8권5호
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• pp.415-419
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• 1997

광섬유 격자는 외부의 가해진 물리량에 대해 선형적인 응답을 하며, 광섬유 격자의 파장 인코딩 특성으로 인해 S/N비가 높은 신호 처리를 할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 편광 유지 광섬유 격자를 이용한 압력 센서에 관한 실험을 수행하였다. 편광 유지 광섬유 격자는 위상 마스크를 이용하여 Bow-Tie형 광섬유에 형성시켰는데, 편광 유지 광섬유는 두 개의 고유 편광 축을 가지므로 두 개의 브래그 peak을 가진다. 종방향 스트레인과 온도 변화에 따른 두 개의 브래그 파장 변화를 측정한 결과 각각 1.2 pm/.mu..epsilon.의 종방향 스트레인에 대한 파장 민감도와 11.4 pm/.deg. C의 온도에 대한 파장 민감도가 관측되어, 단일 모드 광섬유 격자의 보고된 값과 거의 일치하였다. 반면에 편광 유지 광섬유 격자에 횡방향 스트레스를 가하면 두 브래그 파장사이의 간격이 변화함을 관측하였고, 두 브래그 파장 간격에 대하여는 14.6 pm/N의 횡방향 스트레스에 대한 파장 민감도를 얻었다. 편광 유지 광섬유 격자 센서는 온도의 변화에 무관한 횡방향 스트레스 즉, 압력센서로 이용할 수 있음을 보였다.

• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.288-292
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• 2016

본 연구에서는 전영역 초음파전파영상화 시스템이라 불리는 새로운 초음파전파영상화 장치를 소개한다. 본 시스템은 비파괴적으로 구조를 2 축 선형 이동 스테이지 기반으로 검사한다. 일치된 초음파 센싱과 가진 레이저 빔이 구조를 스캔하며 동시에 펄스-에코 모드 레이저 초음파를 수집한다. 이 과정은 스캔영역만큼 큰 두께 방향의 전영역 초음파를 생성하는 것을 가능하도록 한다. 본 시스템을 사용하여 실제로 운용 중인 알루미늄 허니콤 구조 기반의 CN-235의 도색된 샌드위치 조종면를 검사 및 평가하고 구조 검사 결과로써 전영역 초음파전파 영상을 소개하였으며 기존 초음파 탐상 기법의 결과와 비교하여 성능 및 민감도를 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.925-932
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• 2014

회전체의 자이로스코픽 모멘트가 크거나 회전속도가 고속인 경우 회전속도에 따라 회전체의 동역학적 특성이 변화하는 정도가 커지게 되며, 자기베어링을 이용하여 회전축을 지지하는 경우 자기베어링의 제어기는 회전속도의 영향을 고려하여야 한다. 각 축의 부상력이 해당 축의 센서 출력에 의해서만 결정되는 독립축 제어기는 회전속도에 따른 변화에 대응하기 어려운 구조이나, 혼합축 제어기는 센서출력을 변환하여 진동 모드와 일치하도록 하고 각각의 진동 모드에 대해 독립적으로 제어기가 작동하는 구조로서, 진동 모드에 직접적으로 대응할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 회전체의 유연 모드를 포함하는 자기베어링 시스템의 수학적 모델을 기반으로 혼합축 제어기를 설계하고 제어기의 성능을 ISO 민감도 기준 및 불평형질량 응답 측면에서 평가하였다. 제어기 성능 평가 시 회전속도에 따른 시스템의 동특성 변화를 고려하여, 운전 속도 범위에서 성능 지표를 만족함을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.214-219
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• 2013

본 논문에서는 모델의 불확실성을 갖는 RC 배터리 모델의 State-of- Charge(SOC)를 추정하기 위한 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 일반적으로 SOC를 추정하기 위해 사용하는 RC 배터리 모델은 실제 배터리 셀과 정확하게 일치하지 않고 거기에 따른 모델의 불확실성이 존재하게 된다. 이렇게 불확실성이 존재할 때 그 영향을 최소화하고 보다 정확한 SOC를 추정할 수 있는 강인한 관측기를 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 실제 배터리 셀과 RC 배터리 모델 사이에 모델 불확실성이 존재하더라도 정확한 SOC추정을 위하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 하지만 이러한 강인한 고이득 관측기는 높은 이득으로 발생하는 튐 현상(peaking phenomenon)과 출력 측정오차에 민감하게 반응하여 발생하는 진동(perturbation)이 존재하는 단점이 있다. 그래서 이를 보완하기 위해 슬라이딩 모드 기법을 사용하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 마지막으로 성능 검증을 위하여 선형 관측기, 고이득 관측기를 이용한 SOC 추정결과를 비교한다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.58-67
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• 2003

본 연구에서는 구조의 건전성을 실시간으로 모니터링하기 위해 변형률 및 파손을 동시에 감지할 수 있는 두 가지 형태의 광섬유 센서 시스템을 제안하였다. 구성된 광섬유 센서 시스템은 파손신호 취득에 사용되는 단파장 광원의 형태에 따라 EDFA에 FBG 사용한 것과 Fabry-Perot 필터를 사용한 것으로 나뉘며 EFPI센서를 통해 복합재 시편의 인장실험을 모니터링 하는데 적용되었다. 먼저, 복합재의 초기파손모드에 해당하는 모재균열 신호의 특징을 알기 위해 압전세라믹 센서를 이용하여 시편의 두께와 폭의 변화에 따른 신호특성을 파악하였다. 정량적 파손신호의 특성 분석을 위해 STFT와 Wavelet Transform과 같은 시간 주파수 변환방법을 사용하였으며, 시편의 형상변화에 따라 모재균열 신호의 주파수영역 특성이 변화함을 확인하였다 광섬유 센서로 취득 된 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전세라믹 센서와 변형률게이지의 결과 값과 서로 비교하였다. 광섬유 센서 시스템들을 이용한 장시간동안의 인장실험 결과 변형률의 값은 변형률게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또한 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.19-26
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• 2012

구조물의 내진설계 또는 내진성능평가를 위해서는 구조물의 축소모형을 이용한 실험적 분석이나 유한요소모델을 기반으로 한 수치적 방법이 고려된다. 수치적 방법을 위해서는 정교한 모델링이 요구될 경우 3차원 유한요소해석을 실시하나 민감도 분석이나 지진 취약도 분석과 같은 방대한 지진데이터를 이용한 평가에서는 집중질량모델이 선호된다. 하지만 기존의 집중질량모델은 일반적으로 구조물의 기하학적 형상을 고려하여 집중질량을 산출하는 방식인데, 이 경우 제공되는 고유치는 실구조물의 고유치와 일치하지 않는다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하고 실구조물과 유사한 동적 거동을 발현하는 새로운 형식의 주파수 순응형 집중질량모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실구조물의 고유치와 고유 벡터, 모드 형상 등을 고려하여 생성하며, 모델의 성능을 검증하기 위해 비균일 단면을 갖는 기둥에 대해 동적해석을 수행하였다. 또한 감쇠비에 따른 동적성능을 분석하기 위해 1%에서 5%까지의 Rayleigh Damping 적용하여 그 결과를 유한요소모델 결과와 비교하였다.