• Geomechanics and Engineering
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• 제29권5호
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• pp.567-582
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• 2022

In the present study, a series of physical experiments and numerical simulations were conducted to investigate the effects of mode I and mixed-mode I/II cracks on the fracture modes and stability of roadway tunnel models. The experiments and simulations incorporated different inclination angle flaws under both static and dynamic loads. The quasi-static and dynamic testing were conducted by using an electro-hydraulic servo control device and drop weight impact system (DWIS), and the failure process was simulated by using rock failure process analysis (RFPA) and AUTODYN software. The stress intensity factor was also calculated to evaluate the stability of the flawed roadway tunnel models by using ABAQUS software. According to comparisons between the test and numerical results, it is observed that for flawed roadways with a single radical crack and inclination angle of 45°, the static and dynamic stability are the lowest relative to other angles of fractured rock masses. For mixed-mode I/II cracks in flawed roadway tunnel models under dynamic loading, a wing crack is produced and the pre-existing cracks increase the stress concentration factor in the right part of the specimen, but this factor will not be larger than the maximum principal stress region in the roadway tunnel models. Additionally, damage to the sidewalls will be involved in the flawed roadway tunnel models under static loads.

• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.9-14
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• 2023

In this study, an experiment was conducted to confirm the applicability of the external shape control of the ultrasonic knife to the CFRTP material, which is the base material of thermoplastic. TC910 based on polyamide6 (PA6) was used as the material. The slope 와 and tool transfer speed of the material and tool were selected as process factors for processing, and the following results were obtained. Under all cutting conditions using an ultrasonic knife, friction heat caused by high-frequency vibration was issued at 150℃ at the contact part between the material and the knife during cutting. As a result of the cutting force analysis, the faster the transfer speed, the higher the cutting force as the angle of entry of the blade increased, and the size of the cutting force changed during cutting. As for the size of the burr in accordance with the transfer speed condition, the smallest burr occurred at 150mm/min in the side part, and the smallest burr occurred at 150mm/min and 200mm/min in the case of the outlet burr. The size of the burr according to the entry angle tended to decrease as the tool entry angle increased, and the side part tended to increase as the tool entry angle increased. As a result of the cutting surface analysis, it was confirmed that the base material was eluted under all conditions, and the faster the transfer speed, the lower the elution phenomenon of the base material. Based on the above results, cutting the CFRTP material with an ultrasonic knife is possible, but the effect on heat generation caused by friction needs to be minimized, and further research needs to be conducted on this.

• Wind and Structures
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• 제37권6호
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• pp.445-460
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• 2023

Accurate estimation of modal parameters (i.e., natural frequency, damping ratio) of tall buildings is of great importance to their structural design, structural health monitoring, vibration control, and state assessment. Based on the combination of variational mode decomposition, smoothed discrete energy separation algorithm-1, and Half-cycle energy operator (VMD-SH), this paper presents a method for structural modal parameter estimation. The variational mode decomposition is proved to be effective and reliable for decomposing the mixed-signal with low frequencies and damping ratios, and the validity of both smoothed discrete energy separation algorithm-1 and Half-cycle energy operator in the modal identification of a single modal system is verified. By incorporating these techniques, the VMD-SH method is able to accurately identify and extract the various modes present in a signal, providing improved insights into its underlying structure and behavior. Subsequently, a numerical study of a four-story frame structure is conducted using the Newmark-β method, and it is found that the relative errors of natural frequency and damping ratio estimated by the presented method are much smaller than those by traditional methods, validating the effectiveness and accuracy of the combined method for the modal identification of the multi-modal system. Furthermore, the presented method is employed to estimate modal parameters of a full-scale tall building utilizing acceleration responses. The identified results verify the applicability and accuracy of the presented VMD-SH method in field measurements. The study demonstrates the effectiveness and robustness of the proposed VMD-SH method in accurately estimating modal parameters of tall buildings from acceleration response data.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.113-118
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• 2023

Maintenance of semiconductor equipment processes is crucial for the continuous growth of the semiconductor market. The process must always be upheld in optimal condition to ensure a smooth supply of numerous parts. Additionally, it is imperative to monitor the status of the robots that play a central role in the process. Just as many senses of organs judge a person's body condition, robots also have numerous sensors that play a role, and like human joints, they can detect the condition first in the joints, which are the driving parts of the robot. Therefore, a normal state test bed and an abnormal state test bed using an aging reducer were constructed by simulating the joint, which is the driving part of the robot. Various sensors such as vibration, torque, encoder, and temperature were attached to accurately diagnose the robot's failure, and the test bed was built with an integrated system to collect and control data simultaneously in real-time. After configuring the user screen and building a database based on the collected data, the characteristic values of normal and abnormal data were analyzed, and machine learning was performed using the KNN (K-Nearest Neighbors) machine learning algorithm. This approach yielded an impressive 94% accuracy in failure diagnosis, underscoring the reliability of both the test bed and the data it produced.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.82-89
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• 2023

선박 구조 특성상 격실 구조는 복잡하고 협소하여 작업 과정에서 안전사고가 빈번히 발생하고 있다. 사고의 주된 원인은 구조물 충돌, 낙하물, 독성물질 누출, 화재, 폭발, 질식 등이 존재한다. 사고 발생 시 작업자의 현장 상황을 파악하는 것이 피해를 완화하는 요소 중 하나이다. 이에 안전성을 확보하기 위해 선박 내 CCTV로 현장 상황을 모니터링하고 있으나, 기존의 방식으로는 사고를 예방하기엔 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 안전 기술로 위치 식별, 음성/영상 통신 기능이 탑재되는 스마트 안전모가 개발 중에 있다. 또한, 작업 구역 내 환경 정보 수집 및 저장기능을 포함한 온도, 습도, 진동, 소음, 기울기(자이로 센서), 가스 센서를 사용하여 스마트 안전모를 착용한 작업자에게 위험 상황을 알릴 수 있다. 이를 통해 스마트 안전모 및 환경 센서의 사용으로 선박 내 작업자의 안전성을 강화할 수 있을 것이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.99-107
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• 2024

본 논문은 도심 항공 모빌리티 환경에서 응급상황 발생 시 비상 대응이 가능한 시스템을 제안한다. 탑승자의 심박수를 실시간으로 모니터링하고 이상 감지 시, 모스 부호화된 진동과 음성으로 경고하는 생체신호 감응형 스마트 워치를 개발하였으며. 관제시스템을 가정한 ROS 환경과 통신하여 도심 항공 모빌리티 운용 중 인근 버티포트 비상착륙을 위한 최단 경로 생성 시스템을 구현하였다. 실제 지역을 기반으로 한 고 충실도 시뮬레이션 환경 구축과 테스트로 안정성을 확인하였으며, 결과적으로 도심 항공 모빌리티의 안정과 편의를 향상시킬 수 있는 기술을 개발하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권1호
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• pp.75-86
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• 2024

In this paper, the porous metal PM-35 is proposed as the filler material of filled thin-walled tubes (FTTs), and a series of experimental study is conducted to investigate the dynamic behavior and energy absorption performance of PM-35 filled thin-walled tubes under impact loading. Firstly, cylinder solid specimens of PM-35 steel are tested to investigate the impact mechanical behavior by using the Split Hopkinson pressure bar set (SHP); Secondly, the filled thin-walled tube specimens with different geometric parameters are designed and tested to investigate the feasibility of PM-35 steel applied in FTTs by the orthogonal test. According to the results of this research, it is concluded that PM-35 steel is with the excellent characteristics of high energy absorption capacity and low yield strength, which make it a potential filler material for FTTs. The micron-sizes pore structure of PM-35 is the main reason for the macroscopic mechanical behavior of PM-35 steel under impact loading, which makes the material to exhibit greater deformation when subjected to external forces and obviously improve the toughness of the material. In addition, PM-35 steel core-filled thin-wall tube has excellent energy absorption ability under high-speed impact, which shows great application potential in the anti-collision structure facilities of high-speed railway and maglev train. The parameter V0 is most sensitive to the energy absorption of FTT specimens under impact loading, and the sensitivity order of different variations to the energy absorption is loading speed V0>D/t>D/L. The loading efficiency of the FTT is affected by its different geometry, which is mainly determined by the sleeve material and the filling material, which are not sensitive to changes in loading speed V0, D/t and D/L parameters.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.249-254
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• 2022

최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.102-106
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• 2012

이 논문의 목적은 현장에서 발생되는 자동차 에어백 시스템의 고장사례를 모아 분석하고 연구하는 것이다. 첫 번째 사례에서는 에어백 시스템의 클럭 스프링과 에어 백 모듈 사이 배선 핀의 납땜부가 이탈되어, 배선 접촉불량에 의해 핀이 흔들릴 때마다 에어백의 작동불량 현상이 발생되는 것을 확인하였다. 두 번째 사례에서는 에어백 컴퓨터 내부의 단품 소자의 손상으로 인해 에어백 작동불량 현상이 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례에서는 조수석 시트 벨트 프리텐셔너(pre-tensioner)의 내부 핀과 저항을 연결해 주는 납땜부 이탈로 인해 에어백 경고등이 점등된 것을 확인하였다. 네 번째 사례에서는 승용자동차가 화물자동차의 후면을 추돌하였을 때 때 범퍼는 상대편 차량보다 낮아 아래로 끼어들게 된다. 이 때 사고의 충격은 차량의 프레임부분에 전달되지 않기 때문에 충격센서가 설치된 프레임부분에 충격이 적게 전달되어 에어백이 작동하지 않은 것을 확인하였다.

• 소음진동
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• 제8권5호
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• pp.964-973
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• 1998

본 논문에서 자기 축수 시스템의 부상과 불평형 보상 제어기를 제안한다. 특정한 동작속도에서 불균형 진동과 부상을 제어하기위해 우리는 이산시간 Q 매개변수화 제어를 사용한다. 회전자의 속도가 p=0일 때, 회전소도와 같은 주파수로 회전자의 불균형은 없다. 그래서 부상을 만들기 위해 우리는 제어기가 z=1의 단위원에서 극점을 가지는 Q매개변수화 Q를 선택한다. 그러나 회전자의 속도가 p$\neq$0일 때, 회전속도와 같은 주파수로 정현파의 외란이 존재하게 된다. 그래서 이 외란의 점근적인 소멸을 하기위해 Q 매개화변수 제어기 자유 변수 Q가 제어기가 어떠한 회전속도 p에 대한 z=expjpTs에 있는 단위 원에서 극점을 가지도록 선택된다. 첫째로, 우리는 이 연구에서 적용된 실험적인 구성을 소개한다. 두 번째로, 우리는 차분 방정식의 형태로 자기축수 시스템의 수학적인 모델을 제안한다. 세 번째로 우리는 제안된 이산 시간 Q매개변수화 제어기 설계방법을 설명한다. 제어기의 자유 매개변수 Q는 안정한 전달함수가 된다고 가정한다. 네 번째로, 우리는 설계목적을 만족하는 자유 매개변수가 복잡한 최적문제를 풀기보다는 선형 방정식을 구함으로서 만족될 수 있다. 마지막으로 몇 개의 시뮬레이션과 실험적인 결과가 제언된 제어기를 평가하기 위해 구해진다. 획득된 결과는 회전설계 속도에서의 불균형 진동을 제어하는 제안된 제어기의 효과를 나타낸다.