• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.1-7
• /
• 2022

최근 인공위성 임무 고도화에 따라 고성능의 전장품이 탑재되어 시스템 소요전력이 증가되고 있다. 이에 따라 충분한 전력확보를 위하여 태양전지판 크기 또한 점차 증가하고 있다. 태양전지판의 크기 증가 및 중량화는 위성체 자세 기동 시 발생하는 진동과의 커플링 등에 의해 태양전지판 탄성 진동의 크기 증가를 유발한다. 상기 진동은 힌지 및 요크를 통해 위성체에 전달되어 지향성능이 요구되는 고정밀 관측위성의 지향성능과 직결되어 고해상도 영상 획득 임무 성능을 저하시킨다. 종래에는 태양전지판의 탄성 진동을 저감시키고자 고강도 설계에 집중 또는 별도의 보강재 및 댐퍼 시스템을 적용하였다. 그러나, 이는 부피 및 무게를 증가시키며 시스템 복잡성이 증가하는 한계점이 존재한다. 본 연구에서는 상기 한계점을 극복하고자 초탄성 형상기억합금(SMA: Shape Memory Alloy) 양면에 점탄성 테이프로 박막층을 적층함으로써 댐핑 특성을 극대화하였으며, 별도 시스템 적용없이 작은 부피 및 무게로 진동을 저감하여 시스템 경량화에 기여할 수 있는 설계기법을 제안하였다. 제안한 초탄성 SMA 적층형 태양전지판 요크를 태양전지판 더미에 적용시켜 자유감쇠시험 및 온도시험을 통해 설계 유효성을 입증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제17권7호
• /
• pp.875-880
• /
• 2007

자기변성유체(magnetorheological fluid)에 관한 연구는 MR 장치의 개발, MR 장치의 수학적 모델링 및 시뮬레이션, 그리고 MR 장치를 채용한 시스템의 제어 알고리즘 개발에 관한 연구로 구분된다. 시뮬레이션을 통한 제어 알고리즘 개발을 위해서는 MR 장치의 비선형 응답을 예상하기 위한 신뢰성 높은 수학적 모델이 요구된다. 또한 MR 장치 시스템을 제어하기 위해서는 제어기에서 요구하는 댐핑력을 출력하기 위한 MR 장치의 전류(또는 전압) 입력 값이 필요하며, 이 입력값을 얻기 위해서는 역댐퍼 모델이 필요하다. 이러한 이유로 MR 장치의 모델링 및 역댐퍼 모델링은 MR 장치개발의 중요한 역할을 담당하며 이에 관한 많은 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 전단모드 회전형 MR 댐퍼의 모델링을 위해 개발된 MR 댐퍼를 이용하여 동특성 시험기를 제작하였으며, 전단모드 회전형 MR 댐퍼의 특성을 연구하기 위한 실험을 수행하였다. 시험기 시험결과를 통해 모델링에 필요한 시험 데이터들을 획득하였으며 다층신경망을 이용하여 전단모드 회전형 MR 댐퍼의 모델 및 역모델을 구하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제6권2호
• /
• pp.87-93
• /
• 1993

최근 구조물의 동적해석에서 구조물-지반 상호작용이 구조물의 동적거동에 미치는 영향이 매우 중요하다는 것이 인식되어지고 있다. 이 논문에서는 관성력에 의한 구조물-지반 상호작용이 건물의 동적거동에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 유한요소기법을 이용하여 이론적인 연구와 시험적 조사 (Experimental Investigation)연구를 수행하였다. 이론적 연구는 균질한 지반위에 기초가 약간 묻혀있는 낮고 강성이 강한 건물과 높고 가느다란 건물 두개에 대하여 수행하였으며, 시험적 조사연구는 1985년 멕시코 대지진을 겪은 말뚝기초위에 세워진 두개의 건물에 대해 수행하였다. 이 연구 결과를 살펴보면 구조물-지반 상호작용이 구조물에 미치는 주된 영향은 고유주파수 감소와 유효감쇄비 증가인데, 그 영향이 구조물 동적거동에 심각한 영향을 미치는 경우가 있기 때문에 구조물-지반 상호작용 영향을 구조물 동적해석시 필히 고려해야 한다는 것이다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제16권6호
• /
• pp.1023-1047
• /
• 2015

In this study, the optimal location of the MR fluid segments in a partially treated laminated composite sandwich plate has been identified to maximize the natural frequencies and the loss factors. The finite element formulation is used to derive the governing differential equations of motion for a partially treated laminated composite sandwich plate embedded with MR fluid and rubber material as the core layer and laminated composite plate as the face layers. An optimization problem is formulated and solved by combining finite element analysis (FEA) and genetic algorithm (GA) to obtain the optimal locations to yield maximum natural frequency and loss factor corresponding to first five modes of flexural vibration of the sandwich plate with various combinations of weighting factors under various boundary conditions. The proposed methodology is validated by comparing the natural frequencies evaluated at optimal locations of MR fluid pockets identified through GA coupled with FEA and the experimental measurements. The converged results suggest that the optimal location of MR fluid pockets is strongly influenced not only by the boundary conditions and modes of vibrations but also by the objectives of maximization of natural frequency and loss factors either individually or combined. The optimal layout could be useful to apply the MR fluid pockets at critical components of large structure to realize more efficient and compact vibration control mechanism with variable damping.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
• /
• 제3권1호
• /
• pp.1-14
• /
• 2017

The safety analysis of an earthquake is carried out during the operation of a subsea pipeline and an onshore pipeline. Several cases are proposed for consideration. In the case of a buried pipeline, permanent ground deformation by the earthquake and an increase of internal pressure by the acceleration of the earthquake should be considered. In the case of a subsea pipeline, a bending moment is caused by liquefaction of the backfill material on a trenched seabed, etc., which results in a high bending moment of the buried pipeline. The bending moment causes the collapse of the subsea pipeline or a leak of crude oil or gas, which results in economic loss due to enormous environmental contamination and social economic loss owing to operation functional failure. Thus, in order to prevent economic loss and operation loss, structurally sensitive design with regard to seismic characteristics must be performed in the buried pipeline in advance, and the negative impact on the buried pipeline must be minimized by conducting a thorough analysis on the seabed and backfilling material selection. Moreover, it is proposed to consider the selection of material properties for the buried pipeline. A more economical review is also required for detailed study.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.55-64
• /
• 2002

본 논문에서는 점탄-점소성 구성모델을 다층지반에서의 대형지진 발생시의 조건에 적용하기 위해 일본 고베 포트아일랜드에서 발생한 1995 Hyogoken Nanbu 지진에 대한 지진응답 해석을 수행하였다. 지진응답해석 결과 점성토의탄-점소성 모델과 점탄-점소성 모델로 계산된 가속도 기록은 포트아일랜드에서 계측된 가속도 기록과 거의 일치함을 알 수 있었으며, 점성토 지반 부근에서 점탄-점소성 모델과 탄-점소성 모델은 미세하게 다른 거동 특성을 나타내어 점소성 모델의 타당성을 확인하였다. 따라서 동적 점탄-점소성 구성모델은 대변형률 영역에서 점성토의 소성변형을 유발하는 대형 지진 등의 발생시 점성토의 증폭 및 감쇠특성의 파악을 위해 적용가능한 모델임이 입증되었다.

• 센서학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.62-67
• /
• 2007

This paper presents a novel MEMS condenser microphone with rigid backplate to enhance acoustic characteristics. The MEMS condenser microphone consists of membrane and backplate chips which are bonded together by gold-tin (Au/Sn) eutectic solder bonding. The membrane chip has 2.5 mm${\times}$2.5 mm, $0.5{\mu}m$ thick low stress silicon nitride membrane, 2 mm${\times}$2 mm Au/Ni/Cr membrane electrode, and $3{\mu}m$ thick Au/Sn layer. The backplate chip has 2 mm${\times}$2 mm, $150{\mu}m$ thick single crystal silicon rigid backplate, 1.8 mm${\times}$1.8 mm backplate electrode, and air gap, which is fabricated by bulk micromachining and silicon deep reactive ion etching. Slots and $50-60{\mu}m$ radius circular acoustic holes to reduce air damping are also formed in the backplate chip. The fabricated microphone sensitivity is $39.8{\mu}V/Pa$ (-88 dB re. 1 V/Pa) at 1 kHz and 28 V polarization voltage. The microphone shows flat frequency response within 1 dB between 20 Hz and 5 kHz.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제16권12호
• /
• pp.1272-1278
• /
• 2006

This paper presents a novel MEMS condenser microphone with rigid backplate to enhance acoustic characteristics. The MEMS condenser microphone consists of membrane and backplate chips which are bonded together by gold-tin(Au/Sn) eutectic solder bonding. The membrane chip has $2.5mm{\times}2.5mm$, 0.5${\mu}m$ thick low stress silicon nitride membrane, $2mm{\times}2mm$ Au/Ni/Cr membrane electrode, and 3${\mu}m$ thick Au/Sn layer. The backplate chip has $2mm{\times}2mm$, 150${\mu}m$ thick single crystal silicon rigid backplate, $1.8mm{\times}1.8mm$ backplate electrode, and air gap, which is fabricated by bulk micromachining and silicon deep reactive ion etching. Slots and $50{\sim}60{\mu}m$ radius circular acoustic holes to reduce air damping are also formed in the backplate chip. The fabricated microphone sensitivity is 39.8 ${\mu}V/Pa$(-88 dB re. 1 V/Pa) at 1 kHz and 28 V polarization voltage. The microphone shows flat frequency response within 1 dB between 20 Hz and 5 kHz.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제3권3호
• /
• pp.385-403
• /
• 2007

The effectiveness of the newly developed smart passive control system employing a magnetorheological (MR) damper and an electromagnetic induction (EMI) part for seismic protection of base isolated structures is numerically investigated. An EMI part in the system consists of a permanent magnet and a coil, which changes the kinetic energy of the deformation of an MR damper into the electric energy (i.e. the induced current) according to the Faraday's law of electromagnetic induction. In the smart passive control system, the damping characteristics of an MR damper are varied with the current input generated from an EMI part. Hence, it does not need any control system consisting of sensors, a controller and an external power source. This makes the system much simpler as well as more economic. To verify the efficacy of the smart passive control system, a series of numerical simulations are carried out by considering the benchmark base isolated structure control problems. The numerical simulation results show that the smart passive control system has the comparable control performance to the conventional MR damper-based semiactive control system. Therefore, the smart passive control system could be considered as one of the promising control devices for seismic protection of seismically excited base isolated structures.

• Wind and Structures
• /
• 제8권2호
• /
• pp.79-88
• /
• 2005

This paper deals with a unified way for calculating vortex-induced vibrations (Aeolian vibrations in transmission line parlance) of undamped single overhead conductors. The main objective of the paper is to identify reduced parameters which would unify the predicted vibration response to the largest possible extent. This is actually done by means of a simple mathematical transformation resulting, for a given terrain (associated to a given wind turbulence intensity), into a single, unified response curve that is applicable to any single multi-layered aluminium conductor. In order to further validate the above process, the predicted, unified response curve is compared with measured response curves drawn from tests run on a full-scale test line using several aluminium-conductor-steel-reinforced (ACSR), all-alloy-aluminium-conductor (AAAC) and aluminium-conductor-alloy-reinforced (ACAR) conductors strung at different tensions. On account of the expected scatter in the results from such field tests, the agreement is shown to be good. The final results are expressed by means of only four different curves pertaining to four different terrain characteristics. These curves may then be used to assess the vibration response of any undamped single, multi-layer aluminium conductor of any diameter, strung at any practical tension.