• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2000
• /
• pp.159-166
• /
• 2000

Structures with a long span have a higher possibility of experiencing excessive vibration induced by human activities such as walking, running, jumping and dancing. These excessive vibration give occupants annoyance. The general method for the vibration analysis of structures subjected to walking loads is to apply a series of nodal loads with assigned time delays at the nodes. But this method has a limit in representing the walking loads. In this study, the equivalent nodal loads are introduced for an effective analysis of floor vibration induced by walking loads. And, walking loads with difference walking rate are measured and applied to the analytical model for numerical analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.421-428
• /
• 2009

본 연구에서는 2방향 중공슬래브의 효율적인 진동해석을 위하여 등가의 플레이트 모델을 개발하였다. 이를 위하여 3차원 입체요소 중공슬래브 모델에 대응하는 플레이트 슬래브 모델의 등가 질량과 강성을 산출하였다. 개발된 등가 플레이트 모델의 정확성과 효율성을 검증하기 위하여 예제해석을 수행하였다. 해석결과 등가 플레이트모델의 고유진동수는 3차원 입체요소모델과 비교하여 매우 정확한 것을 확인하였다. 또한 보행하중이 가해지는 2방향 중공슬래브에 대해 등가플레이트 모델과 3차원 입체요소 모델을 사용하여 시간이력해석을 수행한 후 그 결과를 비교하였다. 해석결과 등가의 플레이트 모델이 해석시간을 상당히 줄이면서도 3차원 입체요소 모델과 거의 일치하는 결과를 나타내는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권6호
• /
• pp.667-673
• /
• 2010

본 논문은 의사-임피던스 모델을 이용하여 2족보행로봇이 비평탄면에서 보행하는 제어기법을 제안한다. 의사-임피던스 모델은 인간이 보행 시, 발바닥이 지면과 순응하는 동작을 모사하였다. 지면과 접촉하면서 인간의 발바닥은 2가지 보행상태를 갖게 된다. 첫 번째 상태에서는 지면과 순응하기 위해 노력이나 의도적인 토크를 가하는 것이 아니라 수동적인 모션으로 순응하게 된다. 두 번째 상태에서는 지면과 접촉한 후, 적절한 토크를 유지하여 인간의 몸이 보행을 지속할 수 있게끔 유도하며 이를 하중이동단계라고 한다. 이러한 과정이 안정적으로 로봇의 보행을 유지할 수 있음을 12자유도의 2족보행로봇과 6축의 힘을 가지는 환경모델을 반영한 시뮬레이션을 통해 보여준다. 이러한 시뮬레이션결과가 제안된 의사-임피던스 모델이 효과적임을 보여준다.

• Composites Research
• /
• 제34권6호
• /
• pp.400-405
• /
• 2021

본 연구에서는 인장 시 에너지 하베스팅을 하는 Polyvinylidene Fluoride(PVDF) 리본 하베스터를 신발에 접목한 스마트 슈즈의 에너지 하베스팅 효율을 증가시키기 위한 복합재료 프레임을 설계하였다. 프레임의 하중방향 변형량을 최소화하기 위해 이방성 재료인 탄소 연속 섬유를 사용하여 설계하고 3D 프린터를 이용하여 복잡한 형상을 제작하였다. 보행 시 발생하는 하중에 의한 안창과 중창의 변형량을 계산하기 위해 스프링 요소를 이용하여 안창과 중창을 모델링 하였다. 유한요소 해석을 사용하여 보행 시 스마트 슈즈에 장착된 리본형 하베스터의 인장량을 계산하였다. 예측된 하베스터의 최종 인장 길이 정보는 스마트 슈즈의 에너지 하베스팅 효율 증대에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 재활복지공학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.65-72
• /
• 2016

본 논문은 계단 보행 조건에서 작동할 수 있는 능동형 대퇴의지를 설계하고 구조 최적화를 통해 경량화를 진행하는 것을 목적으로 한다. 계단 보행 시 무릎에 걸리는 토크는 일반 보행에 비해 크므로 능동형 상대적으로 큰 토크를 낼 수 있는 동력 시스템이 필요하다. 또한 의지의 무게는 사용자의 착용감과 피로감과 연관이 되므로 의지의 경량화 설계 또한 필수적이다. 계단 보행 시 필요한 토크를 만들어내고 경량화와 소형화 구조를 적용하기 위해 플랫형 BLDC 모터를 사용하였다. 다양한 감속 장치를 이용해 필요 토크를 생성하고 작동각도 및 속도를 만족할 수 있게 감속비를 선정하였다. 구조 및 구동부 설계가 완료된 후 최적화를 통해 구조 경량화를 수행하였다. 계단 보행 시 나타나는 하중 조건을 고려하여 최적화를 수행하였으며, 해석 및 실험을 통해 최적화된 구조의 안정성을 검증하였다. 결과적으로 구조물의 강성은 유지하면서 위상 최적화와 형상 최적화를 통하여 무게를 감량하였으며, 공간 효율이 좋아졌다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.289-293
• /
• 2004

본 연구에서는 경사각도가 다른 내, 외측 후족 왯지를 착용하고 보행하는 동안 삼차원 동작분석시스템과 무선가속도측정시스템을 이용하여 무릎관절의 내번토크와 내외측 방향 가속도를 측정하였다. 내번토크와 외측 가속도는 하중수용기와 전유각기에서 각각 양의 절정값을 나타내었다. 하중수용기에 내측 왯지의 경우 내번토크와 외측 가속도가 맨발에 비하여 증가되었으며, 외측 왯지의 경우 내번토크와 외측 가속도값이 감소하였다. (p<0.05). 이러한 변화는 왯지의 경사각이 커질수록 더욱 뚜렷한 상관성을 보였다(p<0.05). 그러나 전유각기에서는 왯지의 방향과 경사에 따른 무릎의 내번토크와 내외측 가속도의 상관성을 확인할 수 없었다. 본 연구의 견과를 통하여 외측 왯지 사용 시 무릎관절의 내번토크가 감소되어 퇴행성 무릎관절염의 치료에 도움을 줄 수 있다. 또한, 보행 중 무릎관절의 내번토크 대신에 외측방향 가속도를 측정함으로써 간단히 왯지의 효과를 결정할 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제27권2호
• /
• pp.181-193
• /
• 2015

심미성과 기능성이 현대 건축의 중요한 요소로 대두되면서 최근 비교적 경량의 고진동수 계단의 활용처가 점차 증가하고 있다. 하지만 국내의 실정 상 고진동수 계단의 진동성능을 평가하기 위한 방법이 전무한 실정이다. 유럽강구조학회의 지침의 경우 등가임펄스하중 개념을 도입하여 고진동수 바닥의 응답예측 및 진동성능 평가에 활용하고 있으나, 이는 서행보행에 대한 실험치를 토대로 제안한 값으로 2.2Hz 이상의 속보 가진에 대한 응답을 과대평가하는 한계를 지니고 있다. 이에 본 연구에는 1.4~4.5Hz의 다양한 가진진동수에 대한 가속도 응답의 실측값을 바탕으로 서행 및 속보 가진 시의 응답을 합리적으로 예측할 수 있는 등가임펄스 식을 제안하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.363-367
• /
• 2003

인공무릎관절의 수명에 직접적인 영향을 주는 인자는 접촉면에 대한 접촉면적과 압력분포이다 따라서. 이에 대한 실험적인 평가가 필요하였고 knee simulator 혹은 K-scan sensor를 포함한 시스템과 같은 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 지금까지 보행주기에 따른 연속적인 인공관절 운동에 대한 접촉면의 압력분포를 실시간으로 분석한 연구는 미흡하다 따라서 본 연구의 목적은 보행주기를 모사하는 simulator와 I-scan을 이용하여 연속적인 동작에 따른 접촉면의 압력분포를 분석함에 있다. 본 연구의 목적을 이루기 위해서 생체내 인공관절 환경을 정확히 표현할 수 있는 knee simulator를 제작하였다. 네 방향의 자유도를 갖고 있는 본 simulator는 soft tissue의 기능을 포함하고 있고 PC Program을 통하여 압축하중과 femoral component의 굴곡각을 조절할 수 있다. 본 시스템의 I-scan sensor는 보행주기에 따른 압력분포를 분석할 수 있다. 보행주기에 대한 압력분포는 압축하중곡선에 따라 주요하게 변화함을 알 수 있고 운동성에 영향을 쿠는 압력중심의 위치도 변한다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서 제작한 knee simulator는 보행주기 같은 특정의 운동정보를 이용하여 접촉면의 압력분포 및 운동성 같은 기계적 성능을 평가할 수 있고 형상 설계를 위한 기초 자료를 제공할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.86-92
• /
• 2017

장스팬 구조물은 사용하중 하에서 바닥진동 문제가 발생할 가능성이 크다. 따라서 구조물 바닥판의 진동성능을 향상시키기 위한 가장 일반적인 방법은 슬래브의 두께를 증가시키는 것이지만 기존의 구조시스템에서 슬래브의 두께를 증가시키면 슬래브 자중의 증가로 건축물 전체의 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있다. 따라서 슬래브의 두께를 증가시키면서도 자중은 크게 증가하지 않는 바닥판 시스템으로 중공슬래브에 관한 관심이 커지고 있는 상황이다. 이에 부력방지능력 및 시공성 향상을 위하여 데크플레이트와 경량성형재를 결합한 형태의 중공슬래브를 개발하였고, 이 중공슬래브를 적용한 실물(mock-up) 건축물에 대한 사용성 검증을 위한 진동성능 평가를 수행하였다. 측정된 결과값을 분석한 결과, 일본건축학회의 "건축물의 진동에 관한 거주 성능 평가지침"에 의하면 1등급인 거실, 침실에 사용해도 될 수준으로 평가되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
• /
• pp.51-51
• /
• 2017

정식기는 주로 노외에서 사용되므로 사용자에 따라 극심한 작업환경 하에 놓일 수 있다. 사용 중 정식기 호퍼에 토양이나 자갈, 돌 등에 의해 반복적인 하중이 가해지거나 순간적인 충격하중이 가해져 취약부가 파손될 가능성이 있으므로, 토양과 직접 맞닿는 삽날부의 경우 내구성을 고려한 설계/제작이 필수적이다. 본 연구에서는 보행형 반자동 정식기 개발에서 고추묘와 같은 초장이 긴 작물의 묘를 효과적으로 이식할 수 있도록 개선된 삽날에 대해 기존 삽날과 강도 및 강성을 비교하고, 그 결과가 삽날의 내구성에 미칠 영향에 대하여 고찰하였다. 실험에는 양날 개폐 방식의 기존 및 개선삽날 2종이 사용되었으며, 각각 3회씩 정적 강도를 평가하였다. 실제 정식기 사용시 하중이 가해지는 방향은 삽날에 수직한 방향의 압축하중으로 이를 모사하여 일정변위 속도로 삽날에 하중을 가하였으며, 시험 진행시 DAQ 시스템을 통해 실시간으로 하중 및 변위 데이터를 저장하여 시험 종료 후 해당 데이터를 이용하여 $P-{\delta}$ 선도를 도출하였다. 시험 결과 기존삽날의 평균 최대하중이 개선삽날에 비해 높은 것으로 나타났으며, 최대 하중이 나타나는 지점의 변위의 경우, 기존삽날이 개선삽날에 비해 짧게 나타났다. 정적 강도측면에서 개선삽날이 기존삽날에 비해 최대 강도가 낮은 것으로 판단할 수 있으나, 실제 호퍼의 내구성에 영향을 줄 수 있는 주요 인자는 반복적으로 가해지는 비교적 낮은 수준의 충격하중으로 볼 수 있다. 이러한 관점에서 볼 때 일정 수준 이상의 강도를 가지면서, 기존삽날에 비해 낮은 강성을 가지는 개선삽날이 변형을 통한 충격에너지 흡수로 오히려 삽날 조립체(호퍼)의 내구성 측면에서 유리할 수 있다. 따라서 향후에는 기존 및 개선삽날을 적용한 호퍼에 대해 피로시험을 수행하여 관련 내용을 실험적으로 검증하고자 한다.