• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.11 no.4
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• pp.355-363
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• 2023

In safety assessment of a aged bridge, dynamic characteristics and displacement are directly related to the rigidity of the structural system, especially displacement is the most important factor as the physical quantity that the bridge user can directly detect. However, in order to measure the displacement of the bridge, it is difficult to install displacement sensors at the bottom of the bridge and conduct traffic blocking and loading tests, resulting in increased costs or impossible measurements depending on the bridge's environment. In this study, a method of measuring the displacement of a bridge using only accelerometers without installing displacement sensors and ambient vibration without a loading test was proposed. For the analysis of bridge dynamic characteristics and displacement using ambient vibration, the mode shape and natural frequency of the bridge were extracted using a TDD technique known to enable quick analysis with simple calculations, and the unit load displacement of the bridge was analyzed through flexibility analysis to calculate static displacement. To verify this proposed technology, an on-site test was conducted on C Bridge, and the results were compared with the measured values of the loading test and the structural analysis data. As a result, it was confirmed that the mode shape and natural frequency were 0.42 to 1.13 % error ratio, and the maximum displacement at the main span was 3.58 % error ratio. Therefore, the proposed technology can be used as a basis data for indirectly determine the safety of the bridge by comparing the amount of displacement compared to the design and analysis values by estimating the displacement of the bridge that could not be measured due to the difficulty of installing displacement sensors.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.11 no.4 s.41
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• pp.351-362
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• 1999

Damage detection methods which utilize the change in dynamic characteristics are very hard to apply to large civil structures since local damage hardly affects global dynamic characteristics. But, if there is a very important and critical member and we focus only on the local behavior of it, it would be possible to detect damage from the change in local dynamic characteristics, such as natural frequencies and mode shapes .In this study, the cable anchorage part of a cable-stayed bridge under construction is modeled and analyzed by commercial finite element program, ABAQUS. It has both welding and bolting connections with a cable and a stiffening plate, and has a possible high stress concentration portions in it. Several damage scenarios such as crack through the welding or crack through the bolting connection are examined. The result shows that the local natural frequencies of the damaged member decrease up to 16% compared with that of the undamaged member. It is concluded that there is quite a high feasibility that the damage of the cable anchorage can be detected by measuring local dynamic characteristics.

• Tunnel and Underground Space
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• v.16 no.2 s.61
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• pp.179-188
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• 2006

The vibration or/and noise generated by blast operations might cause not only structural damage to properties but mentally also to humans and animals. For that reason, maximum permitted vibration and noise levels are set by sensitivities of structures and they are used for the management of blast vibration. It is known that the fish lived in water are more sensitive to vibration than land animals, and thus the adverse impact of the blasting on fish farms should be very concerned. This study investigated the vibration and noise levels at a large eel farm located some 840 meters of the blasting site through the large real-scale experiments of blastings, prior to conducting the actual blasting. As a result, it was found that the noise met the requirement to be within maximum permitted level, while the ground vibration exceeded the permitted vibration. Accordingly, the impact of the excess vibration was investigated by an existing empirical method and verified by a new three dimensional numerical analysis. In this study, such an inspection process was briefly described, and a method was suggested for the examination of possible adverse effects from blasting on vibration-sensitive structures like the eel farm. The study also introduced a design method that controls the blast effects - ground vibration and noise.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.10
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• pp.995-999
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• 2015

Inductive sensors are versatile and economical devices that are widely used to measure a wide variety of physical variables, such as displacement, force, and pressure. In this paper, we propose a simple inductive sensor consisting of a thin partial ring and a coil set. The self-inductance of the sensor was estimated using magnetic circuit analysis and validated through finite element analysis (FEA). The natural frequency of the ring was estimated using Castigliano's theorem and the method of equivalent mass. The estimation was validated through experiments and FEA. A prototype sensor with a signal processing circuit is built and applied to noninvasively sense the pressure inside a flexible tube. The obtained sensor outputs show quadratic behavior with respect to the pressure. When fitted to a quadratic equation, the least-square measurement error was less than 2%. The results confirm the feasibility of pressure sensing using the proposed inductive sensor.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2003.05a
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• pp.1099-1106
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• 2003

진동에 민감한 각종 정밀장비를 갖추고 있는 공장구조물은 설립하는 설계 초기단계에서부터 정밀장비가 정상 운용을 위하여 공장구조물의 진동허용규제치 및 동특성허용규제치를 결정해야 한다. 이를 만족할 수 있도록 공장구조물 설계시 진동측면에 대하여 동적 특성을 검토해야만 한다. 이때 반드시 필요한 자료로 정밀장비 Maker에게서 제공되는 진동허용규제치 및 구조물의 동특성허용규제치 등 설치시방의 상세한 자료를 제공받아야 한다 이러한 선계조건을 만족시켜주기 위한 방안으로 외부에서 정밀장비로 유입되는 진동에 대한 진동절연을 위하여 진동전달률 이론을 적용하여 방진효율 산출하는 방법과 정밀장비에서 발생하는 동하중을 고려하여 공장구조물에 대한 동적설계를 수행하는 것으로, 구조물 동특성을 요구되는 만큼 구조물 동특성 변경 SDM(Structural Dynamic Modifacation)방법이 주로 활용된다. 이에 본 연구에서는 앞서 언급한 구조물의 동적설계시 후자조건인 구조물의 동특성을 변경하고자 하는 경우에 실구조물에 하중을 정량적으로 조절하며 가할 수 있는 VSD 시스템을 이용하여 구조물의 동특성을 변화시키는 것을 동적해석으로 예측하였고, 현장에서 실제 동적실험으로 구한 결과를 동적설계 목표치와 비교하여 유용성에 대하여 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.1
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• pp.40-48
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• 2016

Micro-vibration induced by on-board appendages that have mechanical moving parts has always been treated as an useless objective that has to be isolated, in order to comply with a high-resolution mission requirement of the observation satellite. In this study, we proposed a tuned mass damper energy harvester combined with a conventional passive vibration isolator for exhibiting dual functions of both electrical energy harvesting and micro-vibration isolation. The feasibility of the proposed dual-function complex system has been demonstrated through the comparison with numerical simulations, based on the results of basic characteristic tests, and experiments of the harvested power and micro-vibration.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2005.10a
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• pp.321-333
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• 2005

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.200-204
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• 2009

구조물의 건전도를 평가하기 위하여 계측된 데이터로부터 구조물의 동특성 변화를 분석하여 손상정도를 추정하는 방법이 많이 사용되고 있다. 최근, 다점 측정된 가속도 데이터로부터 구조물의 고유진동수 및 모드형상을 추출하고 이를 초기값과 비교하여 손상탐지를 실시함으로써 손상위치 및 손상정도를 추정하는 기법이 활발히 연구되고 있다. 그러나 이러한 방법을 실제 적용하기 위해서는 계측시스템 구축에 많은 비용이 소요되며, 손상탐지를 위한 해석과정이 복잡하기 때문에 실시간에 가깝게 유용한 정보를 거주자에게 제공하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 실용적인 계측유지관리 시스템을 구축할 수 있도록 구조물의 손상도에 따른 동적특성의 변화를 사전에 예측하여 실제 계측된 동적특성에 대한 관리 한계치를 제공하는 방안을 제시하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.35 no.10
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• pp.878-885
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• 1995

(1) 운전조건하에서의 가속도 및 음압 응답들에 주성분해석법을 적용하여 독립적인 진동소음원의 수를 구할 수 있다. (2) 미리 측정한 가진입력과 가속도응답사이의 주파수응답함수를 이용하면 가속도응답으로부터 운전조건하에서의 가진입력을 구할 수 있다. 그런 후 가진입력과 관측점 음압사이의 주파수응 답함수와 전단계에서 계산된 가진입력으로부터 구조기인소음을 계산할 수 있다. (3) 계산된 구조기인소음을 전체음압으로부터 제거하면 공기기인소음을 구할 수 있으며, 이 결과 각 근원의 기여율을 구할 수 있다. (4) 이 방법은 과도적 소음과 같이 주파수성분과 진동원 및 음원의 위치가 변하고 있을 때에도 적용할 수 있다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.243-249
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• 1999

지진력을 받는 건물의 응답을 능동적으로 제어하기 위해서는 건물의 응답을 측정하고, 이것을 바탕으로 제어력을 산정하여야 한다. 제어력의 산정 방법에는 여러 제어 알고리듬이 적용이 될 수 있는데, 2차 성능지수를 이용하는 LQ제어는 해석의 용이함과 제어의 효율성으로 인하여 널리 쓰이고 있다. 그러나, LQ제어에는 실시간으로 계측이 된 건물의 지반과의 상대 변위 및 속도를 필요로 하나 이러한 상태 변수를 계측하기가 매우 어려워 건물의 제어를 위한 적용에 한계가 있다. 따라서, 계측이 용이한 건물의 절대 가속도를 바탕으로 관측이 용이한 건물의 절대 가속도를 바탕으로 관측기를 이용하여 상태 변수를 추정하여 제어력을 산정하는 LQC 제어 알고리듬이 지진력을 받는 건물에 대한 실용적인 알고리듬이 될 수 있다. 본 연구에서는 이러한 LQC 알고리듬의 성능을 검증하기 위하여 능동제어추진기가 설치된 축소 1층 모형에 대한 해석 및 실험을 수행하였으며, 그 결과 LQC 알고리듬의 제어 효율을 확인할 수 있었다.