• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제6권6호
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• pp.515-528
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• 2019

The structural vibrations of a flat plate induced by fluctuating wall pressures within wall-bounded transonic jet flow downstream of a high-aspect ratio rectangular nozzle are simulated. The wall pressures are calculated using Hybrid RANS/LES CFD, where LES models the large-scale turbulence in the shear layers downstream of the nozzle. The structural vibrations are computed using modes from a finite element model and a time-domain forced response calculation methodology. At low flow speeds, the convecting turbulence in the shear layers loads the plate in a manner similar to that of turbulent boundary layer flow. However, at high nozzle pressure ratio discharge conditions the flow over the panel becomes transonic, and the shear layer turbulence scatters from shock cells just downstream of the nozzle, generating backward traveling low frequency surface pressure loads that also drive the plate. The structural mode shapes and subsonic and transonic surface pressure fields are transformed to wavenumber space to better understand the nature of the loading distributions and individual modal responses. Modes with wavenumber distributions which align well with those of the pressure field respond strongly. Negative wavenumber loading components are clearly visible in the transforms of the supersonic flow wall pressures near the nozzle, indicating backward propagating pressure fields. In those cases the modal joint acceptances include significant contributions from negative wavenumber terms.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권4호
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• pp.383-397
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• 2018

Traditional base isolation systems focus on isolating the seismic response of a structure in the horizontal direction. However, in regions where the vertical earthquake excitation is significant (such as near-fault region), a traditional base-isolated building exhibits a significant vertical vibration. To eliminate this shortcoming, a rocking-isolated system named Telescopic Column (TC) is proposed in this paper. Detailed rocking and isolation mechanism of the TC system is presented. The seismic performance of the TC is compared with the traditional elastomeric bearing (EB) and friction pendulum (FP) base-isolated systems. A 4-storey reinforced concrete moment-resisting frame (RC-MRF) is selected as the reference superstructure. The seismic response of the reference superstructure in terms of column axial forces, base shears, floor accelerations, inter-storey drift ratios (IDR) and collapse margin ratios (CMRs) are evaluated using OpenSees. The results of the nonlinear dynamic analysis subjected to multi-directional earthquake excitations show that the superstructure equipped with the newly proposed TC is more resilient and exhibits a superior response with higher margin of safety against collapse when compared with the same superstructure with the traditional base-isolation (BI) system.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_3호
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• pp.1239-1246
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• 2022

This paper introduces the effect of grease on the degradation characteristics of bearings used as key components of packaging equipment and automation systems. Bearings parts are installed to fix and support the rotating body of the system, and performance degradation of the bearings has a great effect on the life of the system too. When bearings are used in various devices and systems, the grease is applied to reduce friction and improve fatigue life. Determining the type of lubricant (grease) is important because it has a great influence on the operating environment and lifespan and ensures long lifespan of systems and facilities. However, studies that simultaneously compared and analyzed the change in mechanical degradation characteristics and the comparison of chemical degradation characteristics according to grease types under actual operating conditions are insufficient. In this paper, three types of small harmonic drive, high-load reducer, and low-load reducer grease used in power transmission joint modules are experimentally selected and finally injected into ball bearings with a load (19,500N) to improve bearing durability. Degradation characteristics were tested by attaching to test equipment. At this time, after the durability test under the same load conditions, the mechanical degradation characteristics, that is temperature, vibration according to the three greases types. In addition, the chemical degradation characteristics of the corresponding grease was compared to present the results of mutual correlation analysis.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.65-70
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• 2022

In manufacturing and semiconductor industries, transfer robots increase productivity through accurate and continuous work. Due to the nature of the semiconductor process, there are environments where humans cannot intervene to maintain internal temperature and humidity in a clean room. So, transport robots take responsibility over humans. In such an environment where the manpower of the process is cutting down, the lack of maintenance and management technology of the machine may adversely affect the production, and that's why it is necessary to develop a technology for the machine failure diagnosis system. Therefore, this paper tries to identify various causes of failure of transport robots that are widely used in semiconductor automation, and the Prognostics and Health Management (PHM) method is considered for determining and predicting the process of failures. The robot mainly fails in the driving unit due to long-term repetitive motion, and the core components of the driving unit are motors and gear reducer. A simulation drive unit was manufactured and tested around this component and then applied to 6-axis vertical multi-joint robots used in actual industrial sites. Vibration data was collected for each cause of failure of the robot, and then the collected data was processed through signal processing and frequency analysis. The processed data can determine the fault of the robot by utilizing machine learning algorithms such as SVM (Support Vector Machine) and KNN (K-Nearest Neighbor). As a result, the PHM environment was built based on machine learning algorithms using SVM and KNN, confirming that failure prediction was partially possible.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.550-559
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• 2022

연구목적: 파이프는 기계, 전자, 전기, 플랜트 등 많은 산업 분야에서 응용기기로 널리 사용되고 있으며, 소방, 화학 등 안전 관련 분야에서도 널리 사용되고 있습니다. 제품의 다양화에 따라 배관 분야에서도 기술의 중요성이 높아지고 있습니다. 특히 기존 동관을 스테인리스강으로 변경하는 경우 구조해석이나 유동 해석을 통해 안전성과 유동특성을 평가할 필요가 있다. 연구방법: 자체 개발한 일체형 인서트형 커넥터인 6.35 소켓 모델의 유동 안전성은 CFD 해석을 이용하여 유동유발진동(FIV) 평가 과정의 4단계를 통해 진행하였다. 연구결과: 배관계 벽면에 작용하는 압력변동의 진폭은 3,780Pa이하의 수준으로 형성되며, 이는 냉매 배관의 운전압력이나 설계응력과 비교했을 때 매우 작은 수준의 압력으로, 난류에 의한 진동이 배관의 구조안전성에 미치는 영향은 미미한 수준인 것으로 나타났다. 결론: 유동 해석을 통하여 후크조인트 체결 시 발생하는 압력 및 진동 등을 검토한 결과 일반적인 배관계의 고유진동수가 50Hz 이하에서 형성되는 것을 고려했을 때, 난류유동에 의해 유발되는 진동이 배관계의 공진을 발생시킬 가능성은 희박한 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2_spc호
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• pp.275-289
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• 2020

2017년 미국 DOE 주도하에 수행된 국제공동 복합모드운반시험 중 도로트럭운반시험, 연안항해시험, 대서양항해시험에서 측정된 가속도 및 변형률 데이터를 분석하였다. 먼저 각 운반모드 별로 발생한 하중이 전달경로에 따라 하중이 증폭되는지 감쇄되는지가 조사되었다. 그 결과 운반모드 및 하중경로 내 어떤 부분이냐에 따라 발생한 하중이 모의핵연료집합체에 전달되는 특성이 다름을 확인하였다. 그리고 변형률 데이터를 분석하여 육상 및 해상운반동안 발생한 변형률이 사용후핵연료에 건전성에 미치는 영향을 파악하였다. 그 결과 측정된 변형률은 사용후핵연료의 건전성에는 영향을 미치지 못하는 정도로 작은 크기임을 확인하였다. 본 연구에서 분석된 가속도와 피로평가 결과는 예정된 국내 정상운반시험조건에서의 운반시험에 유용한 기초자료로 활용될 것이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권4호
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• pp.368-374
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• 2013

Maintenance works for current high-rise buildings significantly depend on human labor, unlike other construction processes that are gradually being automated. Herein, this paper proposes robotic building maintenance system using motion control, in specific, reducing a system jerk which is directly subjected to improve the process performance and economic feasibility. The sensor for detecting straight and curvature section of the building facade, moreover rail-joint segment can be detected and be utilized for reducing jerk of the system. Analysis of the proposed system error caused by excessive vibration, e.g. jerk motion is introduced. To enhance the stability and safety of the system, herein, the strategy is proposed for enhancing the performance of the system based on anti-jerk motion control algorithm which comes out increasing the stability and sustainability of the integrated system, as well.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.144-154
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• 2020

연구목적: 본 논문은 밸브의 누수 상태를 확인하기 위한 모니터링 시스템을 위하여 개발된 스마트 볼트의 적용성에 대한 기초 연구이다. 연구방법: 스마트 볼트에 내장된 변형률 센서와 가속도 센서를 이용하여 모의 누수 탐지 실험을 실시하였다. 연구결과: 스마트 볼트는 볼트 조임토크 기준에 부합하였으며 허용인장응력 범위 내에서 거동을 하여 상수도 체결부 적용에 부합되는 것으로 나타났다. 그리고 모의 누수 실험결과 밸브 누수 지점에선 60Hz 대역의 누수 신호가 탐지 되었으며, 메인관 누수에서는 상대적으로 고주파수 대역의 누수 신호도 탐지되었다. 결론: 모의 배관이 구속되지 않은 상태에서 전체적으로 연성진동이 이뤄진 것으로 보인다. 스마트 볼트를 통해 밸브 누수 신호의 감지에 대한 가능성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.1-9
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• 2024

최근 수도권 광역급행철도(GTX) 등 도심지 하부 터널굴착이 활발히 진행됨에 따라 TBM 터널 시공법이 각광받게 되었다. TBM 터널은 공사비가 비싼 반면 NATM터널 공법에 비해 상대적으로 소음, 진동에 자유롭기 때문에 기존 도심 하부에 적용하기에 적합한 공법으로 알려져 있다. 특히 지층이 얕은 구간을 통과시 기존 구축된 상부 구조물 및 지장물에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 TBM 터널 설계시 다양한 변수를 고려한 정확한 수치해석이 필요하다. TBM터널은 다른 터널 시공공법과 달리 공장에서 제작된 세그먼트를 조립해 라이닝을 구축한다. 세그먼트라이닝은 NATM 터널과 달리 세그먼트간 연결부위가 존재하므로 세그먼크 간의 연결 상태를 어떻게 반영하는지가 해석결과의 신뢰성 확보에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 논문에서는 도심지 토사지반에 건설된 TBM 터널의 내진해석을 위해 라이닝은 세그먼트 조인트 모델(Janssen Model)을 적용하고, 지반은 도시철도 내진설계기준에 따라 비선형모델을 일부 활용해 수치해석을 수행 후 터널의 거동특성을 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.31-40
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• 2012

궤도틀림은 열차의 주행안전 및 승차감에 미치는 영향이 크고, 소음 진동의 주요원인으로 작용한다. 따라서 현장에서 발생하는 궤도의 틀림을 체계적으로 분석함으로써 이를 저감할 수 있도록 차량운행 조건과 선로선형 및 궤도구조를 설계하는 것은 중요한 과제이다. 현재 국내에서 EM-120에 의해 검측된 틀림 데이터는 매우 불규칙적인 형태를 나타내며 데이터 분석 시 다양한 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 궤도의 효율적인 유지관리를 위해 검측된 틀림데이터의 효율적인 처리 기법을 개발하고, 정제된 데이터를 이용해 선로를 구성하고 있는 이음매, 도상, 노반, 체결구 등의 요소를 고려하여 레일 궤도 틀림의 진전 정도를 정량화 하였다. 또한 축적된 검측 데이터로부터 궤도의 건전도를 평가할 수 있는 방법을 정립하고 잔존수명을 예측하여 효율적 유지관리를 실현하기 위하여 검측 데이터의 확률론적 수명 산정 기법 개발 및 데이터를 이용한 구간 특성에 따른 궤도틀림 표준편차의 틀림 진전 정도에 대한 통계 및 확률적 분석을 수행하였다.