• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.833-839
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• 2013

본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 외팔보 형태의 복합재 구조물 2차원 형상 모니터링 연구를 수행하였다. 복합재 구조물의 형상을 모니터링하기 위해 NASA에서 개발한 처짐 방정식과 FBG 센서가 부착된 복합재 보를 이용하였으며, 처짐에 따른 복합재 보의 형상을 추정하고 동시에 실제 처짐과 측정된 처짐 크기를 비교하였다. 실험 결과 보의 형상을 성공적으로 추정할 수 있었으나 실제 처짐과 측정된 처짐이 오차가 발생하였다. 하지만 이러한 오차가 선형 관계를 갖고 있어 이를 정량화하여 보정한 후 재 실험한 결과 실제 처짐과 동일한 처짐 크기를 구할 수 있었다. 결과적으로 오차 보상을 잘 활용한다면 외팔보 구조물의 형상 모니터링을 위해 FBG 센서와 처침 방정식이 매우 유용하다는 점을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.887-892
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• 2003

A modeling method for the modal analysis of a rotating composite beam is presented in this paper. Linear differential equations of motion are derived by using the assumed mode method. For the modeling, hybrid deformation variables are employed and approximated to derive the equations of motion Symmetrical laminated layers are considered for the composite beam. The effects of the dimensionless angular velocity, the hub radius and the fiber orientation angle parameter on the variations of modal characteristics are investigated.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.994-999
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• 2003

A modeling method for the modal analysis of a rotating cross-ply composite beam based on Timoshenko beam theory is presented. To analyze the composite beam exactly, the effects of shear deformation and rotary inertia are included. Linear differential equations of motion are derived using the assumed mode method. For the modeling, hybrid deformation variables are employed and approximated to derive the equations of motion. The effects of the dimensionless angular velocity and the slenderness ratio parameter on the variations of modal characteristics are investigated

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.805-812
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• 2011

손가락형 전극과 압전섬유/에폭시 복합재료(MFC) 압전패치가 분포된 알루미늄 외팔보형의 에너지 회수장치를 설계하여 전기-기계적 특성을 연구하였다. 최대 전력을 얻기 위해서 보와 외부 가진이 공진주파수에서 진동하도록 하였다. ANSYS를 사용하여 해석기법을 개발했으며, 방법의 타당성 검증을 위해서 결과를 실험과 비교하였으며, 두 결과는 잘 일치하였다. 개발된 해석기법을 사용하여 PZT, PVDF, MFC 압전체에 의한 발생전압의 차이를 계산했으며, 압전체의 위치, 보의 치수가 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 또한 MFC에 의한 최대 전압발생을 위해서 보의 치수에 대한 최적화가 수행되었으며, 그 결과 최적화된 보에서 1차고유진동수 24.5Hz에서 40.1V의 전압이 발생했으며 이 값은 PZT의 결과와 비슷하다. 그러나 압전섬유형 회수장치는 PZT보다 더 높은 내구수명이 기대되어 유리하다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권5호
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• pp.73-82
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• 2004

This paper presents the study on damage diagnosis of an intelligent cantilevered beams using PZT actuator and PVDF sensor This study provides the theoretical and experimental verification to examine structural damage. Time domain analysis for the non-destructive detection of damage is presented by parameterized partial differential equations and Galerkin approximation techniques. The time histories of the vibration response of structure were used to identify the presence of damage. Furthermore, this systematic approach permits one to use the piezomaterials to both excite and sense the vibration of structures. We also carried out the experimental verification about reliability of theoretical methods fur detecting the damage of a composite beam with PZT actuator and PVDF sensor. Experimental results are presented from tests on cantilevered composite beams which is damaged at different location and different dimensions. The results were compared with the simulation results. Good agreement between the results was found for the time shifts and amplitude difference in transients response of the cantilevered beam.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1705-1713
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• 2010

피로시험의 결과가 큰 편차를 보이는 하이브리드 복합재 조인트부에 대해서 통계적 피로수명 평가법을 이용하여 신뢰도 높은 피로수명을 추정하고자 한다. 저상버스 차체에 사용되는 하이브리드 복합재 조인트부를 절취하여 시험대상으로 하였으며, 이 조인트 시편으로 외팔보형 피로굽힘시험을 수행하였다. 피로시험 데이터를 정규분포, 대수정규분포, 와이블 분포를 이용하여 근접시킨 피로수명 곡선들과 각각 비교함으로써 하이브리드 복합재 조인트부의 내구수명 추정에 가장 적합한 확률분포를 선정하였다. 선정된 와이블 확률분포를 이용해 확률-응력-수명(P-S-N) 곡선을 구함으로써 하이브리드 복합재 조인트부에 대한 통계적 수명예측 평가절차와 신뢰성설계의 기초자료를 제시하였다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.257-266
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• 2004

고차 지그재그이론을 이용하여 면내회전 자유도를 갖는 3절점 삼각형요소를 개발하여 복합재 적층판의 층간 응력분포를 정확히 계산하였고 점탄성물질이 심어진 비틀린 복합재료 판의 진동을 해석하였다. 평면상에서 점탄성물질과 가장자리에서 박리현상을 방지하기 위하여 사용된 경계물질사이의 경계면상에서 전단력 적합조건이 사용되었다. 본 연구에서 개발된 지그재그 삼각형요소를 이용하여 점탄성물질이 심어진 비틀린 외팔보 복합재료판의 고유진동수와 감쇠계수를 계산하고 실험치 및 판과 고체요소를 혼합한 MSC/NASTRAN 결과치와 비교하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.573-580
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• 2005

Model I interlaminar fracture behaviors of the carbon/epoxy composite, one of the candidate composites for a tilting train carbody, were investigate by the use of DCB(Double cantilever beam) specimens. These specimens were made of CF3327 plain woven fabric with epoxy resin, and an artificial starter delamination was fabricated by inserting Teflon film with the thickness of $12.5{\mu}m$ of $25.0{\mu}m$ at the one end of the specimen. Mode I interlaminar fracture toughness was evaluated for the specimens with the different thickness of an inserter. Also delamination propagating behaviors and interlaminar fracture surface were examined through an ooptical travelling scope and a scanning electron microscope. We found that abruptly unstable crack propagation called as stick-slip phenomena was observed. In addition, interlaminar fracture behaviors were affected on the location and the morphology of a crack tip as well as an interface region.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.259-262
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• 2002

This paper provides the experimental verification of a non-destructive time domain approach to examine structural damage. Time histories of the vibration response of structure were used to identify the presence of damage. Damage in a structure cause changes in the physical coefficients of mass density, elastic modulus and damping coefficient. This paper examines the use of beam like structures with PVDF sensor and PZT actuator to perform identification of those physical parameters, and hence to detect the damage. Experimental results are presented from tests on cantilevered composite beams damaged at different location and with damage of different dimensions. It is demonstrated that the method can sense the presence of damage, and characterize the damage to a satisfactory precision.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.421-426
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• 2007

본 연구는 이종재료의 이중외팔보 시험편들을 충격하중으로 실험한 결과들에 대하여 유한요소법으로 동적해석을 하였다. 충격 속도로서는 6.4 및 18.47 m/s를 적용하였고 그 실험 결과와 시뮬레이션 데이터로 상호 비교하였다. 크랙 에너지 해방율과 블록의 힘 및 변형을 컴퓨터로 수치 해석할 수 있었다. 본 논문에서 해석된 시험편의 수치해석 데이터로 실험 데이터에 근접시키게 되는 검증을 함으로서 충격 실험에 대한 수치적 시뮬레이션을 하기에 타당함을 알 수 있었다.