• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.6
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• pp.347-352
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• 2018

This study proposes seismic response analysis technique of a two-mass rack system which sustains heavy loads with frictional behavioral characteristics. In order to deal with the nonlinear frictional characteristics of the mass on the rack system, the equations of motion of the system has been derived and the appropriate numerical simulation technique has been developed. In order to examine the seismic performance of the proposed system, we consider two parameters that are expected to have great influence on the seismic performance of the system. One is the ratio of the two masses of the load and the rack structure, and the other is the friction coefficient between rack and loaded mass. A number of numerical simulations of the seismic response of structures with various natural frequencies for both parameters have been performed in order to investigate the seismic safety of the rack structures. From the simulated results. it is observed that the maximum displacement of the rack system tends to decrease drastically as the natural frequency of the structure increases regardless of the two parameters of mass ratio and friction coefficient. The proposed study provides important reference data to guarantee the seismic safety of the rack system by considering nonlinear frictional behavior of the loaded mass.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.241-246
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• 1996

지진시 미끄럼 등과 같이 전형적인 비선형거동을 하는 구조물에 대한 동적해석을 수행하는 경우 먼저 입력지진의 가속도 시간이력에 대한 기준선 조정이 필요할 때가 있다. 인공적으로 작성된 지진기록의 경우 때로 가속도 시간이력을 적분하여 속도 및 변위 시간이력을 얻었을 때 증가하는 형태로 나타나 이로 인하여 비선형응답이 비정상적으로 커질 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 바닥이 마찰거동을 하는 구조물에 대해 간단히 모델하여 이러한 예를 보였으며 또한 주로 사용되는 기준선 조정방법들의 응답영향을 비교하였다. 그 결과 입력지진의 기준선 조정을 하지 않는 것이 항상 보수적인 결과만을 보여 주지 않는다는 점과 기준선 조정의 방범에도 표준화가 필요하다는 점을 파악할 수 있었다.

• Journal of KSNVE
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• v.7 no.1
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• pp.6-12
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• 1997

물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.201.1-201.1
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• 2016

전주된 Invar (Fe-35%Ni) 박판 위에 증착된 Cu 박막은 스퍼터 전력량이 증가할수록 증착속도가 증가하였다. Cu/Invar 박판이 Invar 박판보다 면저항 값이 34%로 작았다. Invar 박판 위에 Cu가 증착되면 최대자화와 투자율은 각각 40.3, 65.0 [%] 감소하였다. Cu 박막의 탄성하강강성도, 마찰계수, 피로한계는 각각 45, 0.130, 0.093 이었다. 동적 나노 압침법으로 얻은 Invaar/Cu 박막의 하중-시간-변위 곡선의 가장 큰 차이는 탄성하강강성도(elastic stiffness) 이었다. 미세경도와 나노경도의 실험적 관계식은 $Y[GPa]=9.18{\times}10^{-3}X[Hv]$ 이었다. 나노압침선단의 하중분포를 이차원 선형 및 비선형 유한요소해석을 통하여 1.0 [mN] 의 정적하중을 가한 Cu 박막은 486 [mN] 으로 예측되었다. 이는 표면탐침현미경으로 관찰한 압흔의 변형정도와 유사한 경향을 보였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.15 no.6
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• pp.45-53
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• 2011

The purpose of this study was to propose a design procedure for a damped structure with a friction damper for an existing structure. The target displacement of the damped structure was determined using the maximum displacement of the existing structure. The displacement of the damped structures was predicted using a proposed equation for the inelastic displacement ratio. For this study, we conducted a nonlinear response history analysis using 80 earthquake ground motions to verify the validity of the proposed design procedure by comparing the responses of the damped and undamped structures. Based on the dynamic analysis results, it was concluded that the predicted displacement of the damped structure using the proposed design procedure matched well with the analysis results.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.6 no.6
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• pp.536-541
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• 2005

Large displacement and rigidity about rubber component are expected by nonlinear and large deformation analysis in this study. Rubber is also used by the model of Mooney-Rivlin and the self contact between rubbers is established. There is the friction between rigid body and rubber, wall and floor. The nonlinear simulation analysis used in this study is expected to be widely applied in design, analysis and development of several rubber components which are used in automotive, railroad, and mechanical elements etc. By utilizing this method, time and cost can also be saved in developing new rubber product. The analysis of rubber components requires special material modeling and non-linear finite element analysis tools that are quite different from those used for metallic parts. The objective of this study is to analyze the rubber component with large deformation and non-linear properties.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.06a
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• pp.45-52
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• 1990

고도의 신뢰도를 요구하는 정밀기계의 보편화는 트라이볼로지 요소중에서 밀봉기능에 관련된 시일의 해석 및 설계가 커다란 관심사로 부각되었다. 특히 고속회전을 요하는 경우에 대한 회전 시스템의 동적 안정성은 대단히 중요하다. 미끄럼 접촉운동을 하고 있는 기계평면시일의 시일링 간극은 대단히 작기 때문에 시일의 접촉면에서 형상이 변화하게 되면 시일 성능은 커다란 영향을 받게 된다. 시일의 접촉표면 가공시 발생되는 평면도(flatness), 조립시의 회전축과 시일축 사이의 중심 맞추기의 어려움, 회전축의 자중량 등 때문에 발생되는 회전링 사이의 상대적인 경사도(misalignment)는 시일의 동적 불안정성에 영향을 준다. 또한 상대 접촉 운동면에서 경계 또는 고체 마찰에 의한 마멸의 진행은 시일의 코닝(coning) 현상을 일으킨다. 본 연구에서는 비압축성 유체가 온도의 영향을 받아 점도가 선형적으로 변화하는 경우에 대한 시일링 간극 내에서의 압력분포를 유한차분법을 이용하여 해석하였다. 여기서 얻어진 결과를 이용하여 시일의 축력과 모우멘트를 해석함으로써 시일의 동적 불안정성에 대하여 논하였다. 이 때 기계평면 시일의 형상은 코닝이 있고, 시일의 중심축이 경사진 경우를 고려하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.25 no.12
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• pp.89-99
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• 2008

In this paper, the position tracking control problem of the servo system with nonlinear dynamic friction is issued. The nonlinear dynamic friction contains a directly immeasurable friction state variable and the uncertainty caused by incomplete parameter modeling and its variations. In order to provide the efficient solution to these control problems, we propose the composite control scheme, which consists of the robust friction state observer, the FNN approximator and the approximation error estimator with sliding mode control. In first, the sliding mode controller and the robust friction state observer is designed to estimate the unknown internal state of the LuGre friction model. Next, the FNN estimator is adopted to approximate the unknown lumped friction uncertainty. Finally, the adaptive approximation error estimator is designed to compensate the approximation error of the FNN estimator. Some simulations and experiments on the servo system assembled with ball-screw and DC servo motor are presented. Results show the remarkable performance of the proposed control scheme. The robust friction state observer can successfully identify immeasurable friction state and the FNN estimator and adaptive approximation error estimator give the robustness to the proposed control scheme against the uncertainty of the friction parameters.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.25 no.12
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• pp.1817-1825
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• 2021

Omnidirectional mobile robots can be mobile in any direction without changing the robot's direction, making them easy to apply in many applications and providing excellent maneuverability. Omnidirectional mobile robots have non-linear dynamic components such as friction, making them difficult to model accurately. In this paper, we linearize the mobile robot system using the mobile robot's inverse dynamics and integral sliding mode control method to remove these nonlinear components. And the position and velocity gains are optimized using a genetic algorithm to realize the optimal performance of the proposed system control method. As a result of the performance evaluation, the genetic algorithm's control method showed superior performance than the control method with an arbitrary gain. And the proposed inverse dynamic and integral sliding mode control method can be applied to other control methods. It can be beneficial for designing a linear control system.

• Composites Research
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• v.36 no.3
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• pp.141-153
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• 2023

This review paper presents an introduction of contact mechanics and rubber friction theory for sliding friction of elastomer composites in contact with rough surfaces. Particularly, Klüppel & Heinrich theory considers the self-affine (or fractal) characteristic for rough surfaces to predict adhesion and hysteresis frictions of elastomers based on the contact mechanics of Greenwood & Williamson. Due to dynamic excitation process of elastomer composites while sliding in contact with multiscale surface roughness (or asperity), viscoelastic properties in a wide frequency range becomes major contributor to friction behaviors. A brief description and examples are provided to construct a viscoelastic master curve considering nonlinear viscoelasticity of elastomer composites. Finally, application of rubber friction theory to tire tread compounds in traction with road surfaces is discussed with several experimental and theoretical results.