• Tribology and Lubricants
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• 제35권2호
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• pp.123-131
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• 2019

This study characterizes the coastdown performances of two small electric motors supported on high-speed ball bearings (BBs) and gas foil bearings (GFBs), and it predicts their acceleration performances. The two motors have identical permanent magnetic rotors and mating stators. However, the shaft of the GFBs has a larger mass and polar/transverse moments of inertia than that of the BBs. Motor coastdown tests demonstrate that the rotor speed decreases linearly with the BBs and nonlinearly with the GFBs. A simple model for the BBs predicts a constant drag torque and linear decay of speed with time. The test data validate the model predictions. For the GFBs, the hydrodynamic lubrication model predictions reveal that the drag torque increases linearly with speed, and the speed decreases exponentially with time. The predictions agree very well with the test data in the speed range of 100-30 krpm. The boundary lubrication model predicts a constant drag torque and linear decay of speed with time. The predictions agree well with the test data below 15 krpm. Mixed lubrication occurs in the speed range of 30-15 krpm. Rotor acceleration performances are predicted based on the characteristics of deceleration performances. The GFBs require more time to reach 100,000 krpm than the BBs because of their larger shaft polar moment of inertia. However, predictions for the assumed identical polar moment of inertia reveal that the GFBs have a nearly identical acceleration performance to that of the BBs with a motor torque greater than $0.03N{\cdot}m$.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.214-220
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• 2023

본 논문에서는 합성곱 신경망과 트랜스포머의 장점을 결합한 Conformer 모델을 이용하여 물체 표면의 질감특성을 나타내는 햅틱 가속도 신호로부터 질감 인식 성능을 향상시키는 방식을 제안한다. 제안한 방식에서는 사람이 스타일러스와 같은 도구를 이용하여 물체 표면과 접촉하는 동안 충격음과 진동에 의해 발생한 3축 가속도 신호를 1차원 가속도 데이터로 결합하고, 오디오 신호와 유사성을 갖는 햅틱 가속도 신호로부터 로그 멜-스펙트로그램을 추출한다. 그리고 추출된 로그 멜-스펙트로그램에 Conformer 모델을 적용하여 다양한 물체의 질감을 인식하는 데 있어 주요한 지역적 및 전역적인 주파수 특징을 학습한다. 제안된 모델의 성능 평가를 위해 60개의 재질로 구성된 Lehrstuhl für Medientechnik(LMT) 햅틱 질감 데이터세트를 실험한 결과 제안된 방식이 기존 방식들보다 물체 표면 재료의 질감을 효과적으로 잘 인식할 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권2호
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• pp.205-210
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• 2013

본 연구에서는 스키 시뮬레이터의 사용자 감응형 제어를 위한 물리모델과 동작인식 시스템의 개발되었으며, 스키 선수의 자세 변화에 따른 스키 슬로프 상에서의 거동과의 부합성 확보를 위하여 실제 현장 실험데이터의 회귀분석을 통해 동작인식 시스템에 사용될 파라미터 및 관계식을 도출하였다. 개발된 물리모델 기반 스키 동작 인식 시뮬레이터는 실시간으로 Kinect 장치를 사용하여 사용자의 관절별 질량을 분석하여, 정확한 체중심을 추정하고, 시뮬레이터 하드웨어에서 적용할 수 있도록 힘, 속도, 가속도에 대한 피드백을 전달하도록 구성되었다. 본 연구결과는 스키시뮬레이터의 인식모듈로 사용되었으며, 물리모델 기반 가상 스포츠 시뮬레이터 제작에 응용 할 수 있는 자료로 활용될 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권10호
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• pp.931-940
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• 2017

본 논문은 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 기구학 모델 기반 자율주행 자동차의 예견 고장진단 알고리즘에 관한 연구이다. 자율주행 자동차는 안전한 주행을 위해 신뢰성이 확보된 주행 환경 정보와 차량의 동적상태 정보가 필요하다. 센서 정보의 신뢰성 판단을 위해 본 연구에서는 종방향 기구학 모델기반 슬라이딩모드 관측기를 이용하여 종방향 환경정보와 차량 가속도 정보를 실시간으로 상호 보완적 고장진단이 가능한 예견 알고리즘을 제안하였다. 적용된 슬라이딩 모드 관측기는 종방향 환경정보의 고장신호에도 강건한 입력신호 재건성능을 보이면서 알고리즘의 신뢰성을 확보할 수 있었다. 예견 고장진단 알고리즘의 합리적 성능평가를 위해 네 가지 조건에 대한 실제 주행 데이터 기반 선행차량 추종시나리오를 적용하였다. 성능평가 결과 본 연구에서 제안된 예견 고장진단 알고리즘은 모든 평가조건과 주행 시나리오에 대해 합리적인 고장진단 성능을 보여주었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제8권2호
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• pp.157-172
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• 2011

A new method for both local damage(s) identification and input excitation force identification of beam structures is presented using the dynamic response sensitivity-based finite element model updating method. The state-space approach is used to calculate both the structural dynamic responses and the responses sensitivities with respect to structural physical parameters such as elemental flexural rigidity and with respect to the force parameters as well. The sensitivities of displacement and acceleration responses with respect to structural physical parameters are calculated in time domain and compared to those by using Newmark method in the forward analysis. In the inverse analysis, both the input excitation force and the local damage are identified from only several acceleration measurements. Local damages and the input excitation force are identified in a gradient-based model updating method based on dynamic response sensitivity. Both computation simulations and the laboratory work illustrate the effectiveness and robustness of the proposed method.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.133-141
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• 2017

하이브리드 음향센서 (hybrid acoustic sensor)는 음압 기반의 음향센서 (ECM)와 진동 기반의 가속도 센서(acceleration sensor)가 접목된 구조이다. 이는 음향센서의 저주파 대역 감도와 가속도 센서의 고주파 대역 감도를 결합하여 저주파에서 고주파 대역까지 광범위하게 음향을 포집할 수 있다. 본 논문에서는 하이브리드 음향센서에 사용되는 가속도 센서를 제안하였다. 가속도 센서는 음향신호에 의해 발생되는 고막의 진동을 포집한다. 제안된 가속도 센서의 사이즈는 고막의 해부학적 구조와 음향센서인 ECM의 규격을 고려하여 직경 3.2 mm로 결정하였다. 그리고 하이브리드 음향센서가 고감도 광대역 특성을 가지도록 하기 위해서는 가속도 센서의 공진 주파수는 3.5 kHz 부근에서 생성되는 것을 목표로 하였다. 가속도 센서를 구성하는 진동막은 수학적 모델과 유한요소 해석을 통하여 기하학적 구조를 도출하였다. 이를 바탕으로 화학적 식각공정을 이용하여 진동막을 제작하였다. 그리고 제작된 진동막의 주파수 특성을 확인하기 위하여 외력에 의한 진동 측정 실험을 수행하였고, 실험 결과 진동막의 기계적 공진은 3.4 kHz에서 발생되었다. 그러므로 제안한 가속도 센서는 하이브리드 음향센서에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.647-652
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• 2008

This paper focused on the application of finite element model updating technique to evaluate the structural properties of the reinforced concrete specimen using the data collected from shaking table tests. The specimen was subjected to six El Centro(NS, 1942) ground motion histories with different Peak Ground Acceleration(PGA) ranging from 0.06g to 0.50g. For model updating, flexural stiffness values of structural members(walls and slabs) were chosen as the updating parameters so that the converged results have direct physical interpretations. Initial values for finite element model were determined from the member dimensions and material properties. Frequency response functions(i.e. transfer functions), natural frequencies and mode shapes were obtained using the acceleration measurement at each floor and given ground acceleration history. The weighting factors were used to account for the relative confidence in different types of inputs for updating(i.e. transfer function and natural frequencies). The constraints based on upper/lower bound of parameters and sensitivity-based constraints were implemented to the updating procedure in this study using standard bounded variable least-squares(BVLS) method. The veracity of the updated finite element model was investigated by comparing the predicted and measured responses. The results indicated that the updated model replicates the dynamic behavior of the specimens reasonably well. At each stage of shaking, severity of damage that results from cracking of the reinforced concrete member was quantified from the updated parameters(i.e. flexural stiffness values).

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.725-731
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• 2008

This paper focused on the application of finite element model updating technique to evaluate the structural properties of the reinforced concrete specimen using the data collected from shaking table tests. The specimen was subjected to six El Centre (NS, 1942) ground motion histories with different peak ground acceleration (PGA) ranging from 0.06 g to 0.50 g. For model updating, flexural stiffness values of structural members (walls and slabs) were chosen as the updating parameters so that the converged results have direct physical interpretations. Initial values for finite element model were determined from the member dimensions and material properties. Frequency response functions (i.e. transfer functions), natural frequencies and mode shapes were obtained using the acceleration measurement at each floor and given ground acceleration history. The weighting factors were used to account for the relative confidence in different types of Inputs for updating (j.e. transfer function and natural frequencies) The constraints based on upper/lower bound of parameters and sensitivity-based constraints were implemented to the updating procedure in this study using standard bounded variable least-squares(BVLS) method. The veracity of the updated finite element model was investigated by comparing the predicted and measured responses. The results indicated that the updated model replicates the dynamic behavior of the specimens reasonably well. At each stage of shaking, severity of damage that results from cracking of the reinforced concrete member was quantified from the updated parameters (i.e. flexural stiffness values).

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제11권8호
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• pp.331-337
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• 2001

The purpose of this study is to analyze the principal causes of vibration problem and find out the method of vibration reduction in a chip-mount system. The principal causes are investigated through measurements of vibration spectrum and model parameters. Modal parameters are obtained by using an experimental model test. Based on the model parameters from experiments. a model of finite element method is formulated. The model presents effective redesign of increasing the natural frequencies in order to reduce the vibration of a chip-mount system. Further, through computer simulation for the behavior of head to be main vibration source, the best acceleration pattern of head movement can be verified to achieve effective head-positioning and reduce the vibration due to head movement.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.39-49
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• 2002

본 연구에서는 지반-말뚝 상호작용을 고려한 동해석을 위한 해석기법의 제안과 이의 검증을 위한 진동실험을 실시하였다. 일정한 가속도에서 단독말뚝과 중심간격 2.5d(d=직경)인 2$\times$2 군말뚝의 휨모멘트 값을 측정한 결과 주파수에 관계없이 지표면으로부터 깊이 4d 미만에서 단독말뚝과 군말뚝의 휨모멘트값이 최대가 되었으며 그 값은 단독, 군말뚝 모두 일치하였으나 지표면으로부터 깊이 4d이하에서는 단독말뚝은 군말쪽에 비해 휨모멘트 값이 커지는 경향을 보였다. 진동대 실험에서 측정한 입력가속도를 수치해석에서 지진가속도로 하여 해석한 결과 단독말뚝과 군말뚝 모두 지표면으로부터 4d 미만의 상부부분에서는 실험값과 비슷한 결과를 얻었으나 군말뚝의 경우 지표면으로부터 4d 이상의 부분에서는 실험 값과는 상이한 결과를 얻었다.