• 제목/요약/키워드: 변위제어법

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마이크로 위치 제어용 엑츄에이터 해석 (Analysis of micro positioning actuator)

  • 노종석;김병재;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.95-97
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    • 2003
  • 소형화, 정밀화 되어 가는 산업 추세에 의해 정밀 위치 제어용 엑츄에이터가 요구 되어지고 있다. 이로 인해 생산 및 유지비용이 적은 소형화된 마이크로 위치제어용 엑츄에이터를 개발하였다. 이 엑츄에이터의 설계를 위해서는 해석 기법이 요구되어진다. 그래서 엑츄에이터의 해석 방법을 정식화 하였고, 이를 이용한 해석을 통해 설계를 하였으며 제작을 하였다. 해석방법은 3차원 유한 요소법을 이용하였고, 이를 이용해 소형 마이크로 위치제어용 엑츄에이터의 특성을 해석하였으며, 그 결과는 제작된 엑츄에이터의 실험을 통해 검증되었다. 이 엑츄에이터는 적층 된 압전 세라믹과 두개의 전자석으로 구성되어 있으며, 적층된 압전 세라믹에 의한 변위와 두개의 전자석의 동기화된 동작에 의해 작동이 된다.

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유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝 머리의 인발실험 (Pull-out Test of Steel Pipe Pile Reinforced with Hollow Steel Plate Shear Connectors)

  • 이경훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.285-291
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝의 인발실험을 통하여 구조성능을 평가하는 것이다. 인발실험에 앞서 재료의 특성을 파악하기 위하여 콘크리트 압축장도 실험을 수행하였으며, 실험에 사용되는 철근 및 철판의 항복하중, 인장강도 및 연신율 등의 재료적 특성을 미리 파악하였다. 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝의 인발실험은 2,000kN 용량의 UTM을 이용하여 0.01mm/sec 재하속도의 변위제어 방법으로 실험을 수행하였다. 계측을 위하여 철근 및 유공강판 중앙에 strain gauge를 부착하였으며, 가력판과 충전콘크리트 사이의 상대변위 측정을 위하여 변위계(LVDT)를 설치하였다. 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 항복하중은 각각 923.8kN과 981.1kN으로 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체의 항복하중인 641.7kN에 비하여 1.44배 ~ 1.53배 증가됨을 알 수 있었다. 또한 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 극한하중은 각각 1004.4kN과 1055.5kN으로 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체의 극한하중인 813.7kN에 비하여 1.23배 ~ 1.29배 증가됨을 알 수 있었다. 반면, 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 항복변위 및 극한상태의 변위는 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체에 비하여 각각 0.61배 및 0.42배 감소됨을 알 수 있었다. 따라서 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝은 강성은 증가하고 상대변위 및 변형률은 낮게 측정되어 기존 말뚝머리 보강방법을 대체할 수 있는 적절한 보강방법임 알 수 있었다.

LQR 제어이득의 효율적 산정에 의한 능동텐던 구조물의 최적화 (Optimization of Active Tendon Controlled Structures by Efficient Solution of LQR Control Gain)

  • 조창근;권준명;정인규;박문호
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.73-80
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    • 2008
  • 본 논문의 목적은, LQR 제어이득의 효율적 산정에 의한 지진하중을 받는 빌딩 구조물의 능동지진제어를 위하여 능동텐던 장치를 적용한 구조물의 지진응답제어를 위한 최적화 방법을 제시한 것이다. 텐던을 이용한 구조물 지진응답제어 문제의 정식화를 위해 Ricatti 폐회로 제어이론 및 위상보정에 의한 시간지연현상을 도입하였으며, 상태방정식의 해를 산정하기 위해 전달 행렬을 이용한 수치해석법을 이용 사다리꼴적분법에 의해 상태벡터의 해를 산정하였다. 성능지수의 최적화를 위해, 최소 가중행렬비를 설계변수로, IBC 2000의 허용층간변위 규정과 텐던의 최대제어력을 제약조건으로 하여, SUMT 기법에 의해 최적 해를 산정토록 최적제어 프로그램을 개발하였다. 8층 빌딩구조물에 대한 적용 예에서, 최적제어를 적용한 시스템이 비제어 시스템에 비해 층간제어효과가 우수하고, 일정 가중행렬비 적용 제어시스템에 비해 낮은 성능지수가 요구되었다.

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하중과 변위의 동시제어에 의한 좌굴후 현상해석 (Post-buckling analysis using a load-displacement control)

  • 권영두;임범수;박철;최진민
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권11호
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    • pp.1931-1942
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    • 1997
  • A new load/displacement parameter method is developed for the cases that loads are applied to one or more points, and displacements of a structure are controlled at one or more points sinultaneously. The procedure exploits a generalized Riks method, which utilizes load/displacement parameters as scaling factors in order to analyze the post-buckling phenomena including snap-through or snap-back. A convergence characteristic is improved by employing new relaxation factors in incremental displacement parameter, particularly at the region where exhibits severe numerical instability. The improved performance is illustrated by means of numerical example.

철근 콘크리트 골조 비선형 해석의 새로운 기법 (New Approach for Nonlinear Analysis of Reinforced Cconcrete Fames)

  • 김진근;이태규
    • 전산구조공학
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    • 제5권2호
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    • pp.119-127
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    • 1992
  • 변형영화(strain-softening)현상을 보이는 철근 콘크리트 구조물의 실제 파괴 발생시까지의 거동을 해석하기 위하여 변위제어법을 사용하고, 해석결과의 신뢰도가 떨어지지 않으면서도 해석 수행시간을 줄이기 위하여 기존의 층상화 방법과 비층상화 방법의 장점을 조합한 새로운 기법에 의하여 구조물의 해석을 실시하였다. 또한 선택된 요소의 크기에 따라 해석결과가 다르게 나타나는 현상을 보정해 주기 위한 방법으로 파괴 에너지의 개념을 도입하여 단면의 변형도 분포를 바꾸어 주는 방식을 제안하였으며, 이에 의한 해석을 실시하여 실험치와 비교하였다.

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수치해석에 의한 콘크리트 동적 파괴특성의 평가 (Evaluation of Dynamic Fracture Properties of Concrete)

  • 연정흠
    • 전산구조공학
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    • 제11권4호
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    • pp.383-390
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    • 1998
  • 0.93m/sec의 평균속도는 변위제어 삼점휨 실험된 콘크리트 보의 하중-변위 측정결과를 선형탄성파괴역학모델과 가상균열모델에 기초한 유한요소법으로 분석하였다. 두 모델 모두 실험결과와 잘 일치하며, 균열성장길이가 약 60∼70㎜가 될 때까지 안전된 균열성장을 보이다 불안정한 균열성장에 의해 파손되었다. 선형탄성파괴역학모델에 의한 수치해석 결과 에너지해방률은 균열성장길이에 비례해서 증가하였으며, 최대값(202N/m)에 이르게 되면 일정한 값을 유지하였다. 가상균열모델에 기초한 수치해석결과 이 연구에 사용된 하중속도와 시험편의 크기에 대해 70㎜의 완전한 파괴진행대가 평성되었으며, 이는 기존의 정적 실험결과에 대한 수치해석 결과보다 상당히 작은 값이었다.

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합성부재를 이용한 고층평면골조의 강성최적설계에 관한 연구 (A Study on Stiffness-based Optimal Design of Tall Plane Frameworks using Composite Member)

  • 김호수;이한주
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.77-84
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    • 2004
  • 본 연구에서는 횡하중을 받는 합성부재를 이용한 고층평면골조의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 효율적인 강성최적설계기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 합성부재를 이용한 고층 구조물의 거동특성을 고려한 민감도 해석을 수행하며, 아울러 수학적계획법의 일반성을 유지하면서도, 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 구속조건식을 설정한다. 특히 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 합성부재의 치수를 산출하는 방안을 강구한다. 제시된 정량적인 횡변위 제어 방안의 효용성을 검토하기 위해 두 가지의 50층 골조 예제가 고려된다.

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레이저 변위 센서를 이용한 검출에 관한 연구

  • 박용환;김재옹
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.556-560
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    • 1993
  • 최근 모든 산업에 있어서 자동화에 대한 요구가 높아지고 있다. 모든 자동화는 힘들고 어려운 작업을 기계가 인간을 대신하여 수행하며 품질 및 생산성을 향상시킨다는 관점에서 끊임없이 추구되고 있다. 용접 자동화도 그 예외는 아니어서 용접 구조물 제작의 경우, 임의의 용접 경로를 추적하는 방법과 공정 변수의 제어법 등이 현재 연구되고 있다. 특히 용접 공정중 용접선 경로 변화를 측정할 수 있는 센서가 용접 공정의 자동화에 필수적이다. 이러한 센서중에는 아크센서, 시각센서, 초음파센서, 레이저센서가 있으며, 이중 널리 이용되고 있는 것은 팁-모재간의 거리변화에 따른 전류 또는 전압 변화를 모델링하여 위치 정보로 이용하는 아크센서와, 카메라를 이용한 영상 정보를 처리함으로써 토치가 이동해야 항 위치를 찾는 시각센서가 있다.

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도상자갈 입도분포에 따른 도상응력분포에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis of ballastbed stress distribution depending on the grain size distribution)

  • 김대상
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(II)
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    • pp.85-91
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    • 2003
  • 본 연구에서는 원과 선분을 이용하여 복잡한 형상의 입자를 표현할 수 있는 2차원 개별요소법(DEM) 알고리즘에 3종류(균등분포, 정규분포, 대수정규분포)의 입도분포를 구현할 수 있도록 하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 다양한 반지름을 갖는 원형요소를 구현하고 도상자갈을 원하는 입도분포로 모델링할 수 있었다. 그리고 우선적으로 균등분포에 대하여 변위제어 하중 재하 방식에 의하여 도상으로부터 노반으로 전달되는 응력을 파악하였다.

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동적 변위 제어법의 정식화 (Formulation of Seismic Drift Control Method)

  • 박효선;박성무;권준혁
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.481-488
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    • 1998
  • The drift and inter-story drift control method for steel structures subjected to seismic forces is formulated into a structural optimization problem in this paper. The formulated optimization problem with constraints on drift, inter-story drifts, and member strengthes are transformed into an unconstrained optimization problem. For the solution of the tranformed optimization problem an searching algorithm based on the gradient projection method utilizing gradient information on eigenvalues and eigenvectors are developed and presented in detail. The performance of the proposed algorithm is demonstrated by application to drift control of a verifying example.

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