장비나 부품이 비행 또는 수송 등 실제상황에서 겪게되는 진동환경에 얼마만큼 견디는지 여부를 확인하고, 예상되는 동적 하중에 의한 성능저하나 오 동작이 일어나지 알는지 확인하기 위해 환경진동시험(environmental vibration test)이 수행된다. 이러한 환경진동시험의 경우에는 대형(대용량)의 진동시험기(shaker 또는 exciter)가 이용되며 진동시험기로부터 에너지를 시험물에 기계적으로 전달시켜줄 수 있는 진동 시험치구(이하, "치구(fixture)")가 필요하게 된다. 따라서 치구의 설계문제가 대두되며, 환경진동시험의 성공여부를 좌우하는데 대단히 중요한 역할을 하게 된다. 치구의 설계시 가장 중요한 점은 시험규격에 정해진 기준스펙트럼(specified reference spectrum)이 치구 위에 설치될 여러 시험물부착점들에 그대로 전달될 수 있는 강체치구(rigid fixture)를 설계하는 것이 가장 이상적이지만 치구의 공진 및 반공진 특성으로 인해 시험물부착점들 마다 스펙트럼이 달라지게 된다. 따라서 시험물은 과대시험(overtest) 또는/그리고 과소시험(undertest)를 겪게된다.최근의 진동시험제어 기법으로서는 다채널시스템을 이용한 여러 시험부착점들에서의 진동레벨의 평균을 제어하는 평균제어기법(average control technique)이 이용되므로서 시험주파수 범위에서 공진진동수(resonance frequency)들은 기준스펙트럼과 동일하게 제어가 가능하나 반공진 진동수(antiresonance frequency)들에서는 반공진 진동수들이 갖는 물리적 특성으로 인해 기준스펙트럼과 동일하게 제어가 이루어지지 않으므로시험규격에 정해진 정확한 진동시험이 수행되지 못하게된다.본 연구에서는 치구의 설계단계에서 치구 위의 여러 시험물 부착점들- 평균제어점(average control points)- 에서의 반공진 진동수들을 고려하여 그 감도를 게산하고, 치구의 구조변경을 수행하여 시험물 부착점들에서의 반공진 진동수를 일치시키므로서 종래의 진동시험제어시 나타나는 반공진진동수에서의 문제점을 제거할 수 있고, 그 결과 시험물 부착점들에서의 스펙트럼이 시험규격에 정해진 스펙트럼대로 진동시험이 수행될 수 있게 하는데 있다.
본 연구에서는 치구 설계단계에서 치구 위의 여러 시험물부착점들에서의 반공진 진동수들을 고려하여 그 감도를 계산하고, 치구의 구조변경을 수행하여 시험물부착점들에서의 반공진 진동수들을 일치시키므로서 종래의 진동시험제어시 나타나는 반공진 진동수에서의 문제점을 제거할 수 있고, 그 결과 시험물부착점들에서의 스펙트럼이 시험규격에 정해진 스펙트럼대로 진동시험이 수행될 수 있게 하는 데 있다. 그리고 충격가진실험을 통해 제안한 기법에 대한 실제 치구제작에 적용 가능성을 검증하였다.
Parametric study on the lever type dynamic anti-resonance vibration isolator (DAVI) is executed to introduce the system in the path of vibration transmission for the vibratory response attenuation. The effects of inertia and location of the lever on the system performances are investigated using FEA. The effects of other parameters such as ratio of lever lengths, ratio of masses and the location of pivot are studied with analytical approach. According to the results, all the parameters except lever location affect the system response in their own ways. Consequently, the optimal lever type DAVI for translational or rotational system can be efficiently designed by selecting system parameters using the procedure introduced in this study.
This paper proposes the method of antiresonance frequency analysis of multi-input multi-output system. The structural dynamic modification techniques by antiresonance frequency analysis are also applied to reduce the undertest at specimen attachment points on the fixture in environmental vibration test, which is resulted from the inconsistency of antiresonance frequencies at any specified points. Several computer simulations show that the proposed method can remove the undertest problem which is not removed in conventional vibration test control. And the effectiveness of the method is verified with the impact hammer excitation of aluminium fixture model.
The Frequency Response Function(FRF)s of FE Model reduced by SEREP methods accurately estimate the full model at resonance frequencies, However these FRFs are not accurate at antiresonance frequencies, Additionally, the truncation errors may he significant in the reduction mode1. So this paper considers the possibility of SERFP method through a numerical method to preserve dynamic behavior at antiresonance and appliers the static or dynamic compensation methods for truncation errors to the reduction model. This compensated reduction model is redesigned for pole-zero cancellation methods the objective of reducing a resonance frequency.
본 논문에서는 기어감속 서보시스템의 모터입력전압 크기를 적절히 감소시키면 모터입력전압에 대한 모터각속도에서 나타나는 주파수응답특성에 미치는 백래시 영향이 매우 커지게 됨을 보여 주였다. 또한 주파수응답선도에서 나타나는 반공진 및 공진주파수 변화량을 관찰하여 기어감속 서보시스템 내 기어 백래시 변화를 감지할 수 있는 방법의 유용성을 이론적, 시뮬레이션 및 실험적으로 검증하였다. 반공진주파수 변화가 공진주파수 변화 보다 안정적으로 계측될 수 있으므로 백래시 크기 변화감지 시 반공진주파수 변화량 관찰이 좀 더 유용하며, 공진주파수는 모터입력전압을 충분히 감속시켜야 급격한 변화를 관찰할 수 있음을 보여주었다. 본 연구는 기어감속 서보시스템 내 백래시 크기 변화 감지에 대한 향후 연구에 있어서 유용하게 사용될 수 있을 것이라고 생각한다.
The model of azimuth driving servo system with a flexible antenna in a prototype gimbal has been derived in this work. The validity of the model is verified by comparing the result of the model with that of experiment. It is found that one should consider an antenna as a flexible body in case of modeling the dynamics of the gimbal with an antenna. It is also known that the effect of reducing backlash magnitude for extending the bandwidth in the system with a flexible antenna is smaller than the system with a stiff antenna. It is thought that the model-based design optimization of the gimbal with an antenna will be possible by virtue of the derived model, when a weight reduction and a bandwidth extension are required.
A dynamic system identification technique based on the topology optimization method is developed. The specific problem in consideration is the damage location identification of a plate structure using the Frequency Response Function (FRF) of a damaged structure. In this work, the identification problem is formulated as a topology optimization problem. The importance of using anti-resonance information in addition to using resonance information is addressed. Though a simple problem was considered here, the possibility of using the topology optimization for damage identification is investigated lot the first time.
이 논문에서는 기존 외팔보 빔 형상을 가진 진동 에너지 하베스터의 작동 주파수 범위를 공진 주파수 이후로 확장하기 위해 새로운 형태의 진동 에너지 하베스터가 제시되었다. 압전 재료를 사용한 기존 외팔보 빔 형상의 진동 에너지 하베스터에 레버형 반공진 시스템에서 발생하는 극점-영점 상쇄 기법을 적용하여 작동 주파수 영역을 확장하였다. 간단한 이론적 해석 및 실험을 통해 제안된 광역 압전 진동 에너지 하베스터의 실현 가능성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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