• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.265-271
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• 2018

본 연구에서는 임피던스(impedance)를 이용하여 저비용으로 구조물의 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 임피던스 기법은 구조물 건전성 모니터링을 위한 국부적 결함탐지의 대표적인 기법으로써, 압전재료를 구조물의 표면에 부착하여 구조물의 전기-역학적 어드미턴스(electro-mechanical admittance) 신호를 모니터링 함으로써 결함을 추정하는 기법이다. 이 기법을 적용하기 위하여 일반적으로 고가의 임피던스 분석기(impedance analyser)가 사용되는데, 기술의 효과적인 보급을 위해서는 저비용의 기법을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 임피던스 분석기를 대체하여, 일반적으로 실험실에서 사용되는 함수발생기(function generator)와 디지털 멀티미터(digital multimeter)만을 이용하여 전달 임피던스(transfer impedance)를 측정함으로써 구조물에 발생하는 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 즉, 건전상태와 손상상태에서 측정되는 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 판정할 수 있는 기법을 연구한다. 강재 시편에 대한 전달 임피던스 실험을 수행하였는데, 출력 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 합리적으로 판정할 수 있었다. 본 연구는 임피던스 기반 저비용 결함탐지기법을 위한 기초연구로써, 향후 결함의 위치 및 정도를 판정할 수 있는 연구가 보완된다면 구조물 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.33-42
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• 2018

본 연구에서는 소형 압전소자의 전기-역학적 임피던스를 이용하여 모래의 단위중량이나 강도를 평가하였다. 다짐 몰드 내 크기가 다른 세 종류의 미고결 낙동강모래를 느슨하거나 조밀하게 성형한 다음 내부에 직경 20mm 원형모양의 납작한 압전소자를 설치하고 임피던스를 측정하였다. 또한, 가는 낙동강모래에 시멘트비 4, 8, 12, 16%로 직경 50mm, 높이 100mm의 고결 공시체를 6층으로 다져서 제작하였다. 고결 공시체의 3층 내부에 압전소자를 수평방향으로 설치한 다음 3일 동안 임피던스 신호를 측정하였으며, 측정 후 일축압축시험을 실시하였다. 미고결 모래의 단위중량이 증가함에 따라 공진주파수는 102kHz에서 105kHz까지 약간 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 감소하였다. 고결 모래의 양생시간과 시멘트비가 증가함에 따라 공진주파수는 129kHz에서 266kHz까지 크게 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 반대로 감소하는 경향을 보였다. 고결 모래의 일축압축강도는 시멘트비에 따라 289-1,390kPa 정도이며, 공진주파수와는 뚜렷한 정비례 관계를 보이지만 공진주파수 발생 시 컨덕턴스와는 반비례 관계를 보였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.347-351
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• 2010

판과 같은 구조물의 손상 감지를 위해, 손상 전 구조물의 임피던스 신호를 기저신호(Baseline impedance signal)로 이용하여 직접적으로 비교하지 않는 새로운 개념의 무기저 손상진단 기법(Reference-free impedance method)을 제시한다. 박막 압전소자(이하 PZT)를 판의 상하 표면에 부착시킨 한 쌍의 병치 PZT를 이용하여 손상으로 인해 모드변환을 일으키는 전기역학적 신호(Electro Mechanical Signatures ; 이하 EMS)를 추출한다. 이 연구에서는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 이용하여 주파수 영역에서 병치된 PZT의 EMS를 파악하기 위한 수치해석을 수행한다. 특히, 손상에 의해 발생된 모드변환 EMSMC를 병치된 PZT의 극성에 기인한 신호분해 기법을 적용하여 추출하고, 분해된 모드변환 EMSMC가 손상의 위치와 크기에 따라 받는 영향을 추가로 분석한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.171-178
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• 2010

가스관, 송유관 등의 배관구조물은 주요자원의 수송을 책임지는 핵심 지하시설물 중 하나이다. 이들은 사고 및 자연적인 노후화로 인해 국부적인 손상이 발생할 위험에 노출 되어있다. 하지만 대부분의 배관구조물은 지하의 좁은 공간에 복잡하게 연결되어있기 때문에 구조물의 건전성을 지속적으로 모니터링 하는데 어려움이 있었다. 이러한 지금까지 관리방식의 한계점을 극복하기 위해 최근 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 온라인 방식의 상시적 구조물 건전성 평가방법에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 전기-역학적 임피던스 기반의 실시간 배관 구조물 건전성 평가방법에 대하여 연구하였다. 배관 구조물에 발생하기 쉬운 볼트 풀림과 균열의 두 가지 국부손상을 가정하였고 압전효과를 가진 PZT와 MFC 센서를 이용하여 구조물의 상태에 따른 임피던스를 계측하여 손상탐색 실험을 수행하였다. 하나의 센서로 가진과 센싱을 동시에 수행할 수 있는 저비용 셀프센싱 기법을 사용하였고 배관 상태에 대한 객관적인 판단을 위해 손상지수인 RMSD 값을 사용하여 계측된 신호를 이용하여 손상의 정도를 정량화 시켰다. 손상여부의 판단을 위해 일반 극치 분포를 이용하여 최적화된 통계적인 정상상태의 임계값을 설정하였다. 위와 같은 실험적 연구과정을 통해 제안된 실시간 배관 구조물 건전성 평가 방법의 타당성과 효율성을 확인해 보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권5호
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• pp.499-505
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• 2015

압전 진동 에너지 수확 장치의 설계 및 성능 평가 시 에너지 변환 효율을 고려하는 것은 매우 당연하다. 본 연구에서 고려하는 에너지 변환 효율은 부하 저항이 부착된 압전 진동 에너지 수확 장치에 입력되는 가진 진동 파워 대비 전기 출력 값으로 정의된다. 기존의 연구에서는 근사적으로 임피던스 정합된 부하 저항에서의 전기 출력을 고려한 반면, 본 연구에서는 최적의 임피던스 정합 값을 사용하여 새롭게 에너지 변환 효율 식을 유도하였다. 유도된 식의 타당성을 검증하기 위해 3 개의 서로 다른 전기-역학 연성 계수 값을 갖는 진동 에너지 수확 장치에 대한 유한 요소 해석 결과를 이용하였다. 또한, 부하 저항의 임피던스 정합 방법의 차이에 따른 에너지 변환 및 변환 효율 특성을 살펴보았다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권9호
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• pp.713-719
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• 2003

This paper introduces attempts to obtain the ‘representative’ characteristics of the mechanical impedance of seated Korean subjects under vertical vibration. Individual responses of driving-point mechanical impedance obtained from forty one Korean subjects are illustrated. Four kinds of vibration levels and three different sitting postures are selected to collect the responses of each subject. Those individual responses are used to estimate the ‘mean’ mechanical impedance, which may be expected to be a representative model to Korean subjects. Several interesting features of the estimated mechanical impedance are suggested and compared to those of ISO/DIS 5982.

• 로봇학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.146-153
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• 2008

본 논문에서는 인간 운동 제어 이론과 기계학습을 기반으로 하여 로봇의 접촉 작업 수행을 위한 새로운 운동 학습 전략을 제시하였다. 성공적인 접촉 작업 수행을 위한 본 연구의 전략은 강화학습 기법을 통하여 최적의 작업 수행을 위한 임피던스 매개 변수를 찾는 것이다. 본 연구에서는 최적의 임피던스 매개 변수를 결정하기 위하여 Recursive Least-Square (RLS) 필터 기반 episodic Natural Actor-Critic 알고리즘이 적용되었다. 본 논문에서는 제안한 전략의 효용성을 증명하기 위해 동역학 시뮬레이션을 수행하였고, 그 결과를 통하여 접촉작업에서의 작업 최적화 및 환경이 가지는 불확실성에 대한 적응성을 보여 주었다.

• 소음진동
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• 제10권1호
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• pp.117-122
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• 2000

The dynamics of train has recently been analysed in many cases and very complex nonlinear creep theories have been developed by many engineers. But much calculation time is spent and latest complex creep theories cannot be adapted in train analysis. In this study efficient and fast train analysis method was suggested. Many of degree of freedom were reduced in multi-vehicle system using equivalent system and fast calculation time was achieved. And the accuracy of equivalent system method was proved by linear and nonlinear dynamic analysis.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.51-52
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• 2022

The electro-mechanical impedance(EMI) behavior of piezoelectric sensor embedded in cement mortar was investigated to assess the setting times. EMI signal was continuously measured for 12 hours by the PZT sensor embedded in cement mortar with different ratio of sand. As a result, the setting times by the penetration resistance test were accelerated as the sand ratio increased. However, the setting times by EMI sensing technique were delayed as the sand ratio increased.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.99-100
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• 2021

In this study, the setting times of concrete was evaluated using the electro-mechanical (EMI) behavior of piezoelectric sensor embedded in the concrete. Penetration resistance test was also performed to compare with EMI sensing technique. As a result, the setting times of concrete can be measured more effectively than penetration resistance test through the EMI sensing technique using the piezoelectric sensor.