• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.435-443
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• 2010

본 연구에서는 MR(Magneto-Reological)제어기가 설치된 단자유도 구조물의 응답을 예측하기 위하여 구조물의 운동방정식을 해석적으로 분석하고 주요변수를 파악하였다. MR제어기의 수치 모델로는 마찰 및 점성감쇠로 단순모델한 Bingham모델을 사용하였다. 자유진동과 조화진동일때의 응답감쇠를 결정짓는 주요변수가 각각 마찰력과 최대정적복원력의 비 $R_f$, 마찰력과 최대조화가진력의 비 $R_h$ 임을 파악하였다. 비선형 미분방정식을 등가의 선형 미분방정식으로 변환하기 위하여 마찰력에 의한 에너지 소산을 등가의 점성에너지로 치환하여 등가점성감쇠와 등가점성감쇠비를 유도하였다. 마지막으로 등가선형화과정을 검증하기 위하여 실제 지진에 대한 구조물의 응답을 비선형 미분방정식의 해와 비교하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권5호
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• pp.285-291
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• 2009

In this work, durability characteristics of electrorheological (ER) fluid for damper application are experimentally investigated. ER fluid is prepared by using phosphorated starch particles and silicone oil. The field-dependent Bingham characteristics and response time for the proposed ER fluids are experimentally obtained. Experimental apparatus of durability test for ER fluid is established with cylindrical ER cylinder for mid-sized passenger vehicle. In order to evaluate the durability characteristics of ER fluid as a function of time, damping force and temperature variations are measured until one million cycles. After durability test, Bingham characteristics and response time of ER fluid are measured and compared to the initial properties. Microscopic pictures of ER fluid are taken to validate the changes of properties. The results indicate that the ER fluid can be commercially utilized in vehicle damper system with its durability performance. Moreover, the understanding of durability characteristics is essential to predict the service life of ER fluid as well as to design its applications.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권9호
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• pp.45-52
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• 2001

This paper presents two different models of electrorheological(ER) valves which can be applicable to an automatic cargo handling system at the seaport. Four different ER fluids, which are commercially available, are adopted and their Bingham characteristics are experimentally evaluated with respect to the intensity of electric field. The field-dependent Bingham models are used in the design of two types of ER valves; single-type and divided-type. The governing equations of motion of the ER valves are derived and the principal design parameters are determined based on 200ton platform to be vertically controlled by the ER valves. Both pressure drops due to the applied field and current density required to operate the ER valves are analyzed. In addition, the pressure drops of the cylinder system are evaluated for both ER valves.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권12호
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• pp.1684-1691
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• 2001

Electrorheological fluids(ERFs) show a rapid and reversible increase in apparent viscosity by applied electric field. It is called the electrorheological effect (ER effect). The reason for ER effect is the induction of an electric dipole in each particle, leading to the formation of clusters in the direction of the field, which resist fluid flow. Generally, the behavior of ER fluids has been modeled on those of Bingham fluids. But there are some differences between Bingham fluids and ER fluids. The visualization of ER fliuds are presented and ER effects by the forming, growing and breaking of clusters are discussed. In the low shear rate area, the pressure drop is measured by a pressure sensor and the formation of ER particles is visualized by video camera. The reason for the nonlinear behavior of ER fluids at low shear rate is explained through results of visualization. As result, the behavior of ER fluids is nonlinear at low shear rate with overshoot area because it is different to from the clusters according to the strength of electric field. The gap of electrodes becomes narrow because of the cluster layer occurrence near to electrodes in any conditions.

• 한국지진공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.141-147
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• 2019

This research focuses on developing the Smart material with Grease adopted as a base oil to overcome a particle deposition caused by the MR fluid consisting of a silicon, which maximizing the characteristics and advantage of the MR fluid. By adopting the SMG fluid to a shear damper, this paper aimed to evaluate the control performance of it according to the variation of intensity of electric current(0 A, 0.5 A, 1.0 A, 1.5 A, 2.0 A, 2.5 A) and frequency(0.5 Hz, 1 Hz, 2 Hz). Subsequently, the usability of the SMG damper was analyzed by comparing the dynamic model of it to that of the other types of dampers(Power(Involution) Model, Bingham Model). As a result, DR, the performance indicator of semi-active damper, shows approximately 5 in a condition of 2 Hz. Also while confirming the excellent performance like the Power and the Bingham model, it raises the possibility to exploit it as the semi-active damper.

• 한국지진공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.211-219
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• 2019

In this study, SMG(Smart Material with Grease) was developed, which was improved the precipitation minute particle in grease during long term standstill. Also, small-sized cylinder damper equipped with an electromagnet in a piston was developed for using a performance evaluation of the damper with SMG and the dynamic load test, and damping force using Power model and Bingham model was derived in order to compare to the result of that of the damper. The data obtained from the dynamic load test were analyzed and plotted, and then a dynamic range was calculated to evaluate the usability of the damper with SMG. The performance of the damper with SMG was compared to the damping forse derived from the Power and Bingham model. The result of this evaluation shown that the usability of SMG damper was demonstrated by this test as a semi-active controlling equipment of small-sized damper.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1227-1240
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• 2014

휴 폐광산지역은 복합지질재해지역으로 집중호우에 의해 토사재해와 산성광산배수를 발생시킨다. 본 연구는 폐석적치장 전반에 걸쳐 토사재해가 관측된 임기광산에 대해 지반공학적 유변학적 시험을 수행하고 얻어진 시험결과를 토대로 1-D 토석류 수치해석을 수행함으로써 토석류의 확산성을 조사하였다. 모래와 자갈로 구성된 광산폐석 시료의 유변학적 특성을 조사하기 위해 베인관입형 레오미터(Vane-penetrated rheometer)를 사용하였으며, 전단응력 제어를 통한 전단응력(${\tau}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$)와 점도(${\eta}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$) 간의 상관관계를 얻었다. 또한 광산폐석 시료에 대해 잘 알려진 유변학적 모델들(Bingham, Herschel-Bulkley, Power-law, bilinear 및 Papanastasiou 모델)을 적용함으로써 수치해석에 필요한 유변학적 매개변수(항복응력과 소성점도)를 결정하였다. 실험결과에 따르면, 체적농도에 무관하게 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동이 관측되었으며, 함수비가 증가할수록 Bingham 유체처럼 거동하는 것으로 나타났다. 또한 사용된 모든 유변학적 모델들은 파괴 후 거동에 적합한 모델들로 밝혀졌다. 토석류 흐름특성을 조사하기 위해 실험결과를 토대로 토석류 크기(5 m, 10 m 및 15 m)와 항복응력(100 Pa, 200 Pa, 300 Pa 및 500 Pa)을 선정하여 1-D BING을 통해 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류 이동거리와 이동속도는 항복응력의 크기에 반비례한 것으로 나타났으며, 토석류 항복응력이 500 Pa 이하인 경우 대부분의 토사는 계곡부까지 흘러갈 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 집중호우 기간에 산악지역에 방치된 광산폐석은 토사재해에 취약하고 2차적으로 인근 수계로 유입되어 환경적 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.465-481
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• 2022

터널과 같은 지하 공간을 활용하는 경우, 암반 그라우팅 공법을 통하여 암반의 차수 및 강도특성을 향상시켜 지하공간을 안전하게 활용하는 것이 중요하다. 암반 절리 내 그라우팅을 위한 주입재는 주로 Bingham 유체에 해당하는 시멘트계열의 재료를 활용하는 것이 일반적이다. Bingham 유체 모델은 점성도와 항복강도의 특성으로 표현되며, 이러한 특성은 시간 경과에 따라 달라지게 된다. 만약 시멘트 주입재료의 시간 경과에 따른 특성을 고려하지 않고 그라우팅 주입설계를 실시하는 경우, 그라우팅 과정에서 주입재의 점성도 및 항복강도의 증가에 따라 주입성능이 저하될 수 있다. 본 연구에서는 그라우팅 주입재료의 물-시멘트 배합비율, 시간 경과에 따른 점성특성(점성도, 항복강도) 측정 및 분석 실내실험을 실시하였다. 실내실험을 통하여 파악한 점성모델을 이용하여 그라우팅 주입재의 시간의존 특성에 따른 그라우팅 주입 시뮬레이션을 실시하였다. 해석결과, 시간의존 특성을 고려하는 경우 단일 점성특성을 적용한 해석에 비하여 그라우팅 주입거리 및 누적 주입량이 감소하여 주입성능이 큰 폭으로 감소하는 결과를 보였다. 본 연구를 통하여 파악된 그라우팅 주입재의 시간 경과에 따른 점성모델 및 해석결과는 향후 그라우팅 주입 현장에서 의미있게 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권6호
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• pp.52-64
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• 1996

This paper presents an active position control of a single-rod cylinder system featuring an electrorheological(ER) fluid-based valve. The ER fluid consisting of silicone oil and chemically treated particles is firstly composed and its Bingham property is tested as a function of imposed electric field. A multi-channel plate type of ER valve is then designed and manufactured on the basis of the field-dependent Bingham model. Performance test of the ER valve is undertaken by evaluating pressure drop with respect to the number of electrode as well as the intensity of the electric field. Subsequently, the ER valve-cylinder system is constructed and its governing equation of motion is derived. A neural control scheme for position control of the cylinder is formulated by incorporating proportional-plus-derivative(PD) controller and implemented. Experimental results of both regulating and tracking control responses are presented in order to demonstrate the efficacy of the proposed ER valve-cylinder control system.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.189-197
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• 2001

This paper presents hysteresis models of damping forces of a magneto-rheological (MR) damper which is applicable to a middle-sized passenger vehicle. After manufacturing a cylindrical type of the MR damper, its field-dependant damping force and hysteresis behavior are experimentally evaluated. Three different models ; Bingham model, Bouc-Wen model and Polynomial model are provided to predict the hysteretic damping force. The damping force characteristics predicted from three different models are compared with the measured results under various excitation conditions.