• Title/Summary/Keyword: 자유진동응답

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Experimental Verification of a Liquid Damper with Changeable Natural Frequency for Building Response Control (고유진동수 조절이 가능한 액체댐퍼의 건물응답 제어실험)

  • Kim, Dong-Ik;Min, Kyung-Won;Park, Ji-Hun;Kim, Jae-Keon;Hwang, Kyu-Seok;Gil, Yong-Sik
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.25 no.4
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    • pp.323-330
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    • 2012
  • This study deals with the experiments of liquid dampers with multi cells whose vertical tubes are divided into several square columns for easily changing natural frequencies. Shaking table test is performed to verify control effectiveness of the dampers which are installed on a building structure. To design liquid dampers, a 64-story building structure is reduced to a SDOF structure with 1/20 of similitude laws based on acceleration. The structure model is made up to adjust its mass and stiffness easily, with separate mass and drive parts. Mass parts indicate real structure's weights and drive parts indicate real structure's stiffness with springs and LM guides. Manufactured liquid damper has 18 cells and its natural frequency ranges are 0.65Hz to 0.81Hz. Shaking table test is carried out with one way excitation to compare with only accelerations of a large-scale structure and a structure installed with liquid dampers. Control performance of the liquid damper is expressed by the transfer function from shaking table accelerations to the large-scale structure ones. Testing results show that the liquid damper reduced a large-scale structure's response by tuned natural frequencies.

A Study on 2-Degree-of-Freedom Controller Design of Magnetic Levitation System by $H_{\infty}$ Control ($H_{\infty}$ 제어기법에 의한 자기부상계의 2자유도 제어기 설계에 관한 연구)

  • 김창화;양주호;문덕홍
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.261-266
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    • 1995
  • 본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.

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Experimental Vibration Analysis of Vehicle Body-Engine Systems by Transfer Function Synthesis Method (전달함수합성법에 의한 차체-엔진계의 실험적 진동해석)

  • 정의봉;안세진;김원영
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.289-295
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    • 1995
  • 구조물의 동적부하에 대한 동적변형 응답을 정확히 예측하고, Over Design이나 Under Design이 아닌 합리적인 설계방안의 개발은 중요한 과제이다. 동적강도해석이나 소음 승차감과 같은 진동 및 충격에 기인하는 제반 문제를 복잡한 구조물을 대상으로 합리적으로 처리하기 위한 Dynamic Design Analysis는 높은 신뢰성의 추구와 더불어 필요불가결한 기술이 되고 있다. 동적해석 방법으로는 현재 유한요소법이 널리 사용되고 있으며 여러 종류의 범용 프로그램들이 보급되어 있는 실정이다. 그러나 특히 동적문제에 있어서는 형상이나 거동이 복잡한 구조물의 경우, 또는 차량의 차체와 같이 많은 장착물이 부착된 경우에는 유한요소법의 적용이 곤란하여, 지금까지 대처할 수 있는 유용한 방법이 없었다. 따라서 비교적 용이하고 간단하게 적용가능한 진동실험을 기초로 한 구조물의 동적 응답해석 및 설계 방안의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 진동시험으로 얻어진 부분구조물의 응답특성과 결합특성으로부터 결합 후의 응답특성을 예측할 수 있는 방법을 전달함수합성이론을 기초로하여 프로그래밍 package화 한다. 그리고 평판구조물에 대하여 진동시험과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 개발된 방법의 타당성을 검증한다. 또한 실제 차량에서 차체만의 진동시험과 엔진의 자유진동시험에 의한 시험데이터로부터 차체와 엔진이 마운트 결합된 후의 진동특성을 예측한다. 진동시험시에 입력과 출력에 노이즈가 필연적으로 혼입되어 주파수응답함수의 크기(magnitude)와 위상(phase)을 왜곡시킨다. 특히 위상의 왜곡은 복소수연산을 하는 전달함수합성법의 결과에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 데이타 획득시 입력과 출력의 시간지연으로 생기는 위상왜곡을 보정하는 방법을 제시하고, 그 개선 정도를 조사한다.는 소견의 확실도로서 가능성을 표현한 것이다. 예를 들면, 진동진폭 스펙트럼상에 2X 성분이 상당히 크게 나타나 정렬불량의 가능성이 0.7 정도라고 판정하는 것 등은 이러한 수치적진리치를 이용하는 방법이다. 그러나 상기의 수치적 표현만으로는 확실도를 한개의 수치로서 대표하게 하는 것은 진단의 정밀도에 문제가 있을 것으로 생각된다. 따라서 언어적진리치가 도입되어 [상당히 확실], [확실], [약간 확실] 등의 언어적인 표현을 이용하여 애매성을 표현하게 되었다. 본 논문에서는 간이진단 결과로부터 추출된 애매한 진단결과중에서 가장 가능성이 높은 이상원인을 복수로 선정하고, 여러 종류의 수치화할 수 없는 언어적(linguistic)인 정보ㄷㄹ을 if-then 형식의 퍼지추론으로 종합하는 회전기계의 이상진단을 위한 정밀진단 알고리즘을 제안하고 그 유용성을 검토한다. 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on bot

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A Study on the Vibration Characteristics of the Eccentrically Stiffened Plate Attached an Orthogonal Stiffener at Arbitrary Angle (직교 보강재가 임의의 각도로 부착된 편면 보강평판의 진동 특성에 관한 연구)

  • 정병환;김찬묵
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.172-178
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    • 1995
  • 보강평판은 평판에 각종 보강재를 용접등의 방법에 의해서 종방향, 횡방향, 경사 또는 임의의 방향으로 부착시켜 굽힘 및 비틀림 강성을 향상시킨 구조요소이다. 이러한 구조요소는 구조적 필요성이나 경량화 설계에 따라 선박의 deck, 철도 차량, 항공기 및 자동차 등의 각종 구조물에서 부하능력 및 경제성을 증대시키기 위하여 널리 사용되고 있고, 또한 자동차용 오일팬, 가전기기의 케이싱과 모터의 케이싱등에도 사용되고 있다. 최근 현장에서는 이러한 구조물의 진동 감소 및 방진 문제가 큰 관심사가 되고 있다. 본 논문은 정사각형 알루미늄 평판에 +자 형태의 Box Beam 보강재를 편면 보강하고 4변 자유단의 경계 조건을 설정하였다. 보강재는 유한요소 정식화 과정을 통하여 평판 요소에 등가시키고, 2차원의 평판 구조로 보강 평판을 모델링하고 구조해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석하였다. 실험은 Impact Test에 의해서 주파수 응답 함수(FRF)를 각 시편에 대해서 구하고 이를 해석의 고유진동수와 비교하였다. 그리고 보강재가 임의의 각도로 평판에 부착되었을 때 고유진동수의 변화와 진동 모드(mode shape)를 분석하였다.

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Modal Identification of Structure Using Improved Proper Orthogonal Decomposition Method (개선된 POD기법을 이용한 구조물의 모드식별)

  • Kim, Ho-Geun;Yu, Eun-Jong;Kim, Ji-Young
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.205-208
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    • 2009
  • POD(proper orthogonal decomposition)는 가해지는 하중(입력)의 계측없이 출력(응답)만으로 구조물의 동적특성을 파악할 수 있는 기법이다. 하지만 실제의 경우 측정데이터에 노이즈가 포함되어 있으면 분해가 완전하게 일어나지 않아 동적특성(특히 감쇠비)을 완벽히 파악하기 힘들다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해서 POD기법으로 추출된 각 모드의 자유진동파형에 RD(random decrement)법을 적용하여 노이즈에 의한 영향을 제거하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 먼저 수치모델을 사용하여 계측노이즈가 있을 경우 제안된 방법을 사용하면 노이즈의 영향을 감소시킬 수 있음을 검증한 후 실험실 규모의 구조물모형에서 얻은 자유진동계측치에 제안된 기법을 적용하여 시스템식별을 수행하여 동특성을 파악하였다.

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Whirl Flutter Analysis of a 2-DOF Rotor-Nacelle System Using Quasisteady Aerodynamic Theory (준정상 공력이론을 이용한 2자유도계 로터-낫셀 시스템의 훨플러터 해석)

  • Yang, Yong-Joon;Kim, Dong-Hyun;Jung, Se-Un;Kim, Hyun-Jung;Alexander, Boby
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2005.05a
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    • pp.301-307
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    • 2005
  • In this study, simplified whirl flutter analyses using quasisteady aerodynamic theory have been performed for a 2-DOF tilt-rotor system with both pitch and yaw motions of a rotor-nacelle. The present dynamic system consists of the rotor (propeller), forming the gyroscopic and aerodynamic element, supported horizontally by a pylon that is pivoted at some wing attachment point. Several design parameters (or rotor-nacelle system are considered and the effect of whirl flutter stability are also investigated for various design parameters.

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Whirl Flutter Analysis of a 2-DOF Rotor-Nacelle System Using Quasisteady Aerodynamic Theory (준정상 공력이론을 이용한 2자유도계 로터-낫셀 시스템의 훨플러터 해석)

  • Kim, Dong-Hyun;Yang, Yong-Joon
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.15 no.7 s.100
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    • pp.843-850
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    • 2005
  • In this study, simplified whirl flutter analyses using quasisteady aerodynamic theory have been Performed for a 2-DOF tiIt-rotor system with both pitch and Yaw motions of a rotor-nacelle. The present dynamic system consists of the rotor (propeller) , forming the gyroscopic and aerodynamic element, supported horizontally by a pylon that is pivoted at some wing attachment point. Several design parameters for rotor-nacelle system are considered to practically investigate the effects of whirl flutter stability.

Free Vibration Characteristics of Rectangular Plates under Uniform Thermal Loading Part II. Experimental Modal Test (균일 열부가 하중을 받는 사각판의 자유 진동특성 연구 Part II. 고유진동 실험)

  • Jeon, Byoung-Hee;Kang, Hui-Won;Lee, Young-Shin
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.39 no.2
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    • pp.106-113
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    • 2011
  • This paper was conducted on experimental analysis in the free vibration analysis of rectangular plates under uniform thermal loading. Materials of three rectangular plates were aluminum, steel and stainless-steel respectively. The dimension of rectangular plates was 0.1 $\times$ 0.1 $\times$ 0.002 m. Infrared quartz lamps were used for thermal loading. The PCS(Power Control System) electric control system was applied for control and scanning vibrometer (Poly Tech) was used for acquisition of frequency response function. Applied temperature was increased from room temperature to $300^{\circ}C$ by $50^{\circ}C$. Boundary condition was free-free condition using bungee cord. Front face of rectangular plate was heated uniformly.

Verification on the Application of Monitoring for Frame Structures Using the VRS-RTK Method through the Free Vibration Test (자유 진동 실험을 통한 VRS-RTK 기법을 이용한 골조 구조물의 모니터링 적용성 검토)

  • Choi, Se-Woon;Park, Hyo-Seon;Kim, Bub-Ryur;Lee, Hong-Min;Kim, You-Sok
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.18 no.1
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    • pp.174-182
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    • 2014
  • To monitor the wind-induced responses of buildings, conventional real-time kinematic (RTK) methods based on two global positioning system (GPS) receivers (e.g., a reference and a rover) are widely applied. However, these methods can encounter problems such as difficulty in securing and maintaining a space for a reference station. With the recently developed virtual reference station (VRS)-RTK approach, the position of a structure can be measured using only a rover receiver. In this study, to evaluate the applicability of VRS-RTK methods in monitoring the lateral structural responses of frame structures, we performed free vibration tests on a one-story frame model (the first natural frequency of 1 Hz) and a three-story frame model (the first natural frequency of 0.85 Hz). To assess the reliability of the displacement and acceleration responses measured by the GPS, we performed a concurrent measurement using laser displacement sensors and an accelerometer. The accelerometer results were consistent with the GPS measurements in terms of the time history and frequency content. Furthermore, to derive an appropriate sampling rate for the continuous monitoring of buildings, the errors in the displacement responses were evaluated at different GPS sampling rates (5, 10, 20 Hz). The results indicate that as the sampling rate increased, the errors in the displacement responses decreased. In addition, in the three-story model, all modal components (first, second, and third modes) could be recorded at a sampling rate of 20 Hz.

Transient Response of 1 DOF Complex Stiffness System via Hilbert-transform (힐버트 변환을 이용한 복소강성을 지니는 1자유도 시스템의 과도응답)

  • Bae, Seung-Hoon;Jeong, Weui Bong;Cho, Jin Rae
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2014.10a
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    • pp.298-299
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    • 2014
  • The solution of transient response of complex stiffness system was obtained using a green function of this system. To derive the green function, governing equation of this systems was expressed in Steady Space and solved by the diagonalization. The solution of this system are written as a convolution integral form. The result that are calculated by the numerical integration process for transient responses was showed properly.

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