• Title/Summary/Keyword: 지배 주파수 대역

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Analysis of the Fracture Behavior of Plate-type Piezoelectric Composite Actuators by Acoustic Emission Monitoring (음향방출법을 이용한 평판형 압전 복합재료 작동기의 파괴거동 해석)

  • Woo, Sung-Choong;Goo, Nam-Seo
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.26 no.4
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    • pp.220-230
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    • 2006
  • Fracture behavior of a monolithic PZT and a plate-type piezoelectric composite actuator (PCA) has been investigated under a bending load at three points by an acoustic emission (AE) monitoring. AE signal from a monolithic PZT at the maximum bending load shows the characteristics of high amplitude and long duration with a low frequency band of $100{\sim}230kHz$ which is confirmed by fast Fourier transform (FFT). For a PCA, it is concluded that AE signals with high amplitude over 80dB and low dominant frequency band of $170{\sim}223kHz$ emitted in the stage I are due to the brittle fracture in the PZT layer and the delamination between the PZT layer and the adjacent fiber composite layer. Based on the above analysis of AE behavior and damage observations with an optical microscopy and a scanning electron microscopy, AE characteristics related to fracture behavior of asymmetrically laminated PCA have been elucidated.

Modeling and Vibration Control of ERF-Based Intelligent Structures via Sandwich Beam Theory (샌드위치 보 이론을 이용한 ERF 지능구조물의 모델링 및 진동제어)

  • Park, Y.K.;Choi, S.B.;Cheong, C.C.
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.110-122
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    • 1996
  • 본 논문에서는 전기유동유체(Electro-Rheological Fluid : ERF)를 함유하는 지능구조물의 동적 모델링 및 진동제어를 수행하였다. 먼저 실리콘 오일을 기본용매로 하여 조성된 ERF의 복소 전단모듈러스를 전장부하와 가진 주파수의 함수로 동적 회전모드 실험을 통하여 도출한 후, 이를 샌드위치 보 이론과 연계하여 동적 모델링을 실시하였다. 도출된 6차 편미분방정식 형태의 지배 방정식을 유한요소 모델로 이산화하여 전장부하에 따른 지능구조물의 동탄성 특성값인 감쇠 고유 주파수 및 모달 손실계수를 주파수 영역에서 얻었다. 그리고 ERF를 함유한 샌드위치 형태의 지능구조물을 제작한 후 실험적으로 얻은 동탄성 특성값과 모델에 의해 예측된 동탄성 특성값을 비교 고찰하여 제시된 동적 모델에 대한 타당성을 입증하였다. 또한 모델을 통해 전장부하 함수로 예측된 주파수 응답곡선 중에서 각 주파수 대역에 대해 최소 변위가 되는 응답곡선을 요구응답으로 설정한 후, 그에 해당하는 전장부하를 선정하는 논리적인 능동 진동제어 알고리즘을 제안하였다. 제어알고리즘의 유용성을 입증하기 위해 실험적으로 수행된 능동 진동제어 결과를 주파수영역과 시간영역에서 제시하였다.

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Consideration on Rating Method for Heavy Impact Sound Taking Account of the Characteristics of Floor Vibration and Impact Sources (바닥 진동 거동 및 충격원 특성을 고려한 바닥 중량 충격음 평가방법 고찰)

  • Lee, Min-Jung;Choi, Hyun-Ki
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.21 no.4
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    • pp.69-79
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    • 2017
  • The purpose of this study is to reconsider the rating method for the floor impact sound insulation performance in current criterion. Although there are some arguments about proper standard heavy impact source with reproducibility of actual impact source in residence building, bang machine is adopted as the only standard heavy impact source in domestic criterion. To inspect the rating methods of evaluation criteria, this study conducted vibration test for both of standard heavy impact sources and actual impact sources. Using the test results, the floor impact sound insulation performance levels were assessed by each of several criteria. In addition, low frequency noise beyond current criteria was evaluated. Consequently, the floor impact sound levels have different performance levels according to adopted criteria, and measured floor impact sounds are bound to annoy the neighbors in the low frequency range. Current criteria does not consider the spectrum characteristics of floor impact sound according to impact sources and low frequency noise. This may cause the difference between the floor impact sound insulation performance level and human perception. Thus current criterion needs to be complemented to reflect the spectrum characteristics of floor impact sound levels according to impact sources and sound pressure levels in low frequency range.

Properties of Blocking Filter as a function fo Magnetic Core shapes for Power Line Communication (자심재료의 형상에 따른 전력선 통신용 블로킹 필터의 특성)

  • Kim, Hyun-Sik;Lee, Hae-Yon;Ji, Min-Kwon;Oh, Young-Woo;Byun, Woo-Bong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.230-230
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    • 2007
  • 전력선 통신(Power Line Communication)은 최근 전력선을 이용한 통신기술의 발달과 더불어 세계적으로 관심도가 높아지고 연구 개발 및 자본 투자가 활발히 진행되고 있으며, 안정적인 네트워크를 구성하기 위해서는 고주파 전력선 통신 신호를 차단하는 블로킹 필터가 반드시 적용되어야 한다. 전력선 통신용 블로킹 필터는 광대역의 주파수 특성과 높은 신호감쇄 특성 및 대전류 특성이 요구되며, 이러한 특성을 구현하기 위해서는 블로킹 필터의 핵심부품인 자심재료의 고투자율 및 대전류화가 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 우수한 전 자기적 특성이 균일하게 유지되고, 전력선에 흐르는 대전류에 의한 자심재료의 포화가 발생하지 않도륵 새로운 자심 재료를 설계하여, 전력선 통신을 적용한 홈 네트워크 구축의 핵심 부품인 광대역 블로킹 필터를 개발하고자 하였다. 2350과 0.3 T의 투자율과 포화자속 밀도를 갖는 EI 형상의 자심재료를 해석모델로 설정하고 다중 에어 갭의 위치에 따른 전류와 자속밀도 변화를 유한요소 해석법으로 분석한 결과 자심재료의 대전류 특성에 지배적인 영향을 미치는 에어 캡의 삽입 위치를 알 수 있었고, 새로운 해석 모델인 I 형상의 로드(ROD) 코어에 대해 수치해석을 수행하여, 100A의 통전 전류에서도 자기적으로 포화되지 않고 인덕턴스의 정밀 제어가 가능하고, 특성의 신뢰성과 대전류에 대한 안정성을 증가시킬 수 있는 인덕터를 설계하였다. 또한 수동소자를 이용한 LC 공진회로를 기본 구성으로 하고, 주파수 대역, 신호 감쇄율과 대전류 특성, 상용화를 고려하여 블로킹 필터 회로를 설계하였으며, 유한요소해석법을 적용한 전자장 모의해석을 통하여 최소의 크기를 갖는 I 형상의 자심재료에 $6{\Phi}$의 에나멜 동선을 6.5턴, 6턴 권선하여 2.5, $2.15\;{\mu}H$의 인덕턴스를 갖는 직렬 인덕터를 구현하였고 블로킹 필터를 구성하였다. 주파수에 따른 신호감쇄 특성을 5 Hz~1 MHz의 주파수 범위에서 측정한 결과 약 490 kHz~450 kHz의 주파수 대역에서 -70dB의 신호감쇄 특성을 나타냈다. 본 연구를 통해 개발된 100A급 광대역 블로킹 필터가 적용되어 상용화 될 수 있을 것으로 판단되며, 또한 모뎀 통신 주파수 대역에서 -70dB 이상의 높은 감쇄 특성을 갖기 때문에 신호차단 특성이 보다 우수할 것으로 사료된다.

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Experimental Study on the Power Flow Analysis of Vibration of a Plate (평판 진동 해석에 대한 파워흐름해석법의 실험적 연구)

  • Lee Byoung-Chul;Kil Hyun-Gwon;Lee Hyo-Haeng;Lee Yong-Hyun;Hong Suk-Yoon
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.327-330
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    • 2004
  • 파워흐름해석법은 진동에너지 흐름 형태에 따른 에너지지배방정식을 이용하는 방법으로서, 진동에너지의 공간적인 분포와 전달 경로 등을 제시할 수 있는 방법이다. 이러한 파워흐름해석법은 고주파수 대역의 진동을 해석하기 위하여 효과적으로 적용될 수 있다. 본 연구에 서는 평판 구조물 진동에 대한 파워흐름해석법의 예측 결과를 실험 결과와 비교하여 분석하였다. 분석할 진동 특성들은 손실계수, 주파수 응답함수 등을 포함한다. 그리고 이러한 분석 결과로부터 파워흐름해석법이 고주파수 진동에 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다.

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Analysis of Multi-stage Stepped Impedance Resonator for Application of Multi-band Devices (다중 대역 소자 응용을 위한 다단 계단형 임피던스 공진기의 해석)

  • Yun, Tae-Soon
    • The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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    • v.11 no.5
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    • pp.97-102
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    • 2012
  • In this paper, each electrical length and harmonics of the multi-stage SIR are calculated by using the input impedance for the variable application of SIR in the microwave systems. The size reduced ratio of the SIR is slightly reduced as increasing of the number of stage. The impedance ratio between lower and higher impedance of the SIR has the dominant effect on the size reduced ratio and harmonic characteristics. Also the equivalent impedance of the SIR is a geometric mean between lower and higher impedance and the quality factor of the SIR is similar to the half-wavelength resonator's.

The effects of $Co_3O_4$ additives on the magnetic properties of Ni-Zn ferrites ($Co_3O_4$ 첨가에 의한 Ni-Zn ferrite의 자기적 특성 변화)

  • Lee, S.H.;Oh, Y.W.;Kim, D.H.;Kim, H.S.;Min, B.K.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2001.07c
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    • pp.1460-1462
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    • 2001
  • 초고속 전력선 통신을 위한 고주파수 대역에서 안정적인 자기적 특성을 갖는 Ni-Zn ferrite를 개발하기 위해서 투자율은 낮지만 주파수 특성이 우수한 $Ni_{0.8}Zn_{0.2}Fe_2O_4$를 기본조성으로 입자를 성장시키는 $Bi_2O_3$를 0.7, 비저항을 증가 시키는 CaO를 0.3, 그리고 입자를 균일하게 하는 $V_2O_5$를 0.1 wt% 첨가하여 미세구조를 제어하고, 다시 고주파 특성을 향상시킬 것으로 기대되는 $Co_3O_4$를 0, 0.3, 0.5, 0.7 wt%로 변화시켜 자기적 특성을 조사하였다. $Co_3O_4$가 밀도 및 미세구조에는 영향을 미치지 않았으나 0.3, 0.5 wt% 첨가시 첨가하지 않은 조성보다 투자율은 감소하였으나 사용 한계 주파수로 여겨지는 공명주파수가 각각 19.905, 19.205 MHz로 크게 증가하였다. 그리고 전체 전력 손실도 $Co_3O_4$를 첨가했을 때 감소하였으나 첨가량에는 큰 변화가 없었다. 와전류 손실이 전체 전력손실에 지배적인 영향을 미치고 있다.

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The Evolution of Electromechanical Admittance from Mode-converted Lamb Waves Reverberating on a Notched Beam (노치가 있는 보에서 잔향하는 모드변환 램파의 전기역학적 어드미턴스 전이)

  • Kim, Eun Jin;Park, Hyun Woo
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.26 no.3
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    • pp.270-280
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    • 2016
  • This paper investigates the evolution of EM admittance of piezoelectric transducers mounted on a notched beam from wave propagation perspective. A finite element analysis is adopted to obtain numerical solutions for Lamb waves reverberating on the notched beam. The mode-converted Lamb wave signals due to a notch are extracted by using the polarization characteristics of piezoelectric transducers collocated on the beam. Then, a series of temporal spectrums are computed to demonstrate the evolution of EM admittance through fast Fourier transform of the mode-converted Lamb wave signals which are consecutively truncated in the time domain. When truncation time is relatively small, the corresponding temporal spectrum is governed by the characteristics of the input driving frequency. As truncation time becomes large, however, the modal characteristics of the notched beam play a crucial role in the temporal spectrum within the input driving frequency band. This implies that mode-converted Lamb waves reverberating on the beam contributes to the resonance of the beam. The root mean square values are computed for the temporal spectrums in the vicinity of each resonance frequency. The root mean square values increase monotonically with respect to truncation time for any resonance frequencies. Finally the implications of the numerical observation are discussed in the context of damage detection of a beam.

Static and Dynamic Behavior at Low-Frequency Range of Floating Slab Track Discretely Supported by Rubber Mounts in Real-Scale Laboratory Test (고무 마운트로 이산 지지되는 플로팅 슬래브 궤도의 실모형 실내 실험에서의 정적 및 저주파 대역 동적 거동)

  • Hwang, Sung Ho;Jang, Seung Yup;Kim, Eun;Park, Jin Chul
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.15 no.5
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    • pp.485-497
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    • 2012
  • Recently, with increasing social interests on noise and vibration induced by railway traffic, the application of floating slab track that can efficiently reduce the railway vibration is increasing. In this study, to more accurately understand the dynamic behavior of the floating slab track, a laboratory mock-up test has been performed, and the static and dynamic behaviors at frequency range near the system resonance frequency were explored. Based on the test results, the design of the floating slab track and the structural analysis model used in the design have been verified. The analytic and test results demonstrate that the dominant frequency of the floating slab track occurs at the frequencies between vertical rigid body mode natural frequency and bending mode natural frequency, and the dominant deformation mode is close to the bending mode. This suggests that in the design of the floating slab track, the bending rigidity of the slab and the boundary conditions at slab joints and slab ends should be taken into consideration. Also, the analytic results by the two-dimensional finite element analysis model using Kelvin-Voigt model, such as static and dynamic deflections and force transmissibility, are found in good agreement with the test results, and thus the model used in this study has shown the reliability suitable to be utilized in the design of the floating slab track.

Analyzing Heart Rate Variability for Automatic Sleep Stage Classification (수면단계 자동분류를 위한 심박동변이도 분석)

  • 김원식;김교헌;박세진;신재우;윤영로
    • Science of Emotion and Sensibility
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    • v.6 no.4
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    • pp.9-14
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    • 2003
  • Sleep stages have been useful indicator to check a person's comfortableness in a sleep, But the traditional method of scoring sleep stages with polysomnography based on the integrated analysis of the electroencephalogram(EEG), electrooculogram(EOG), electrocardiogram(ECG), and electromyogram(EMG) is too restrictive to take a comfortable sleep for the participants, While the sympathetic nervous system is predominant during a wakefulness, the parasympathetic nervous system is more active during a sleep, Cardiovascular function is controlled by this autonomic nervous system, So, we have interpreted the heart rate variability(HRV) among sleep stages to find a simple method of classifying sleep stages, Six healthy male college students participated, and 12 night sleeps were recorded in this research, Sleep stages based on the "Standard scoring system for sleep stage" were automatically classified with polysomnograph by measuring EEG, EOG, ECG, and EMG(chin and leg) for the six participants during sleeping, To extract only the ECG signals from the polysomnograph and to interpret the HRV, a Sleep Data Acquisition/Analysis System was devised in this research, The power spectrum of HRV was divided into three ranges; low frequency(LF), medium frequency(MF), and high frequency(HF), It showed that, the LF/HF ratio of the Stage W(Wakefulness) was 325% higher than that of the Stage 2(p<.05), 628% higher than that of the Stage 3(p<.001), and 800% higher than that of the Stage 4(p<.001), Moreover, this ratio of the Stage 4 was 427% lower than that of the Stage REM (rapid eye movement) (p<.05) and 418% lower than that of the Stage l(p<.05), respectively, It was observed that the LF/HF ratio decreased monotonously as the sleep stage changes from the Stage W, Stage REM, Stage 1, Stage 2, Stage 3, to Stage 4, While the difference of the MF/(LF+HF) ratio among sleep Stages was not significant, it was higher in the Stage REM and Stage 3 than that of in the other sleep stages in view of descriptive statistic analysis for the sample group.

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