• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.885-886
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• 2013

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.925-926
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• 2012

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.343-354
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• 2020

쌍안정 장치는 서로 다른 두 가지 상태에서 안정성을 갖는 시스템이며, 구동에 있어 에너지 효율 측면에서 이득을 얻을 수 있다. 이러한 쌍안정 장치는 다양한 방법을 통해 구현되며, 전개형 구조물, 스위치 시스템 그리고 파지 로봇 등, 주된 동작이 두 종류로 구분되는 모핑 시스템에 적용될 수 있다. 하지만 기존 장치들의 복잡성과 구조적 제한 때문에, 링크 구조물처럼 회전하는 구조를 포함하는 모핑 시스템을 구현하는 것은 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 원통형 영구자석을 이용하여 회전운동에 있어 쌍안정성을 갖는 장치를 구현하는 방법이 제안된다. 원통형 영구자석의 전자석 모델을 도입하여 자기장과 자기력을 도출했으며, 이를 이용하여 원통형 영구자석을 포함하는 두 링크 사이의 힘 관계를 추정했다. 대칭 쌍안정성을 위한 원통형 영구자석의 배열을 선정했으며, 제안하는 쌍안정 장치를 회전 조인트로 연결된 링크 구조물에 적용하여 외부 토크에 대한 안정성을 실험을 통해 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권6호
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• pp.1393-1410
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• 2015

An original sensor system based on Fiber Bragg Gratings (FBG) for the strain monitoring of an adaptive wing element is presented in this paper. One of the main aims of the SARISTU project is in fact to measure the shape of a deformable wing for performance optimization. In detail, an Adaptive Trailing Edge (ATE) is monitored chord- and span-wise in order to estimate the deviation between the actual and the desired shape and, then, to allow attaining a prediction of the real aerodynamic behavior with respect to the expected one. The integration of a sensor system is not trivial: it has to fit inside the available room and to comply with the primary issue of the FBG protection. Moreover, dealing with morphing structures, large deformations are expected and a certain modulation is necessary to keep the measured strain inside the permissible measure range. In what follows, the mathematical model of an original FBG-based structural sensor system is presented, designed to evaluate the chord-wise strain of an Adaptive Trailing Edge device. Numerical and experimental results are compared, using a proof-of-concept setup. Further investigations aimed at improving the sensor capabilities, were finally addressed. The elasticity of the sensor structure was exploited to enlarge both the measurement and the linearity range. An optimisation process was then implemented to find out an optimal thickness distribution of the sensor system in order to alleviate the strain level within the referred component.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권1호
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• pp.39-46
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• 2013

Smart material such as SMA (Shape Memory Alloy) has been studied in various ways because it can perform continuous, flexible, and complex actuation in simple structure. Smart soft composite (SSC) was developed to achieve large deformation of smart material. In this paper, a shell actuator using woven type SSC was developed to enhance stiffness of the structure while keeping its deformation capacity. The fabricated actuator consisted of a flexible polymer and woven structure which contains SMA wires and glass fibers. The actuator showed various actuation motions by controlling a pattern of applied electricity because the SMA wires are embedded in the structure as fibers. To verify the actuation ability, we measured its maximum end-edge bending angle, twisting angle, and actuating force, which were $103^{\circ}$, $10^{\circ}$, and 0.15 N, respectively.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.343-346
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• 2010

형상기억합금이 삽입된 복합체는 힌지나 추가적 작동기 없이 그 자체로서 지능 구조의 역할을 할 수 있어 많은 분야에서 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 형상기억합금(Shape Memory Alloy) 선이 삽입된 $\cap$자형 복합재를 제안하고, 형상기억합금과 모재가 정해진 경우의 곡률 변화에 영향을 주는 주요 설계 변수를 복합재의 너비, 두께, 형상기억합금의 편심률을 설계변수로 가정하고 유한요소 해석과 패널 제작 및 실험을 통해 검증한다. 먼저 라고다스(Lagoudas)모델을 형상기억합금의 구성방정식으로 이용한 유한요소해석모델을 구성하여 수치해석을 수행하고, 11 종류의 형상기억합금 선이 삽입된 유리섬유강화복합재(Glass Fiber Reinforced Plastic) 패널을 제작하여 열하중에 따른 곡률변화를 관찰한다. 해석결과와 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 타당성을 검증하며, 해석을 통해 각 설계 변수들의 곡률변화에 대한 영향을 파악한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권1호
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• pp.139-154
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• 2016

This paper is concerned with the dynamics of hyperelastic solids and structures. We seek for a smart control actuation that produces a desired (prescribed) displacement field in the presence of transient imposed forces. In the literature, this problem is denoted as displacement tracking, or also as shape morphing problem. One talks about shape control, when the displacements to be tracked do vanish. In the present paper, it is assumed that the control actuation is provided by imposed eigenstrains, e.g., by the electric field in piezoelectric actuators, or by thermal actuators, or via analogous physical effects, such as magneto-striction or pre-stress. Structures with a controlled eigenstrain-type actuation belong to the class of smart structures. The action of the eigenstrains can be conveniently characterized by actuation stresses. Our theoretical derivations are performed in the framework of the theory of small incremental dynamic deformations superimposed upon a statically pre-deformed configuration of a hyperelastic solid or structure. We particularly ask for a distribution of incremental actuation stresses, such that the incremental displacements follow exactly a prescribed trajectory field, despite the imposed incremental forces are present. An exact solution of this problem is presented under the assumption that the actuation stresses can be tailored freely and applied everywhere within the body. Extending a Neumann-type solution strategy, it is shown that the actuation stresses due to the distributed control eigenstrains must satisfy certain quasi-static equilibrium conditions, where auxiliary body-forces and auxiliary surface tractions are to be taken into account. The latter auxiliary loading can be directly computed from the imposed forces and from the desired displacement field to be tracked. Hence, despite the problem is a dynamic one, a straightforward computation of proper actuator distributions can be obtained in the framework of quasi-static equilibrium conditions. Necessary conditions for the functioning of this concept are presented. Particularly, it must be required that the intermediate configuration is infinitesimally superstable. Previous results of our group for the case of shape control and displacement tracking in linear elastic structures are included as special cases. The high potential of the solution is demonstrated via Finite Element computations for an irregularly shaped four-corner plate in a state of plain strain.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권1호
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• pp.101-116
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• 2018

지속가능성과학은 다양한 학문 배경과 관심을 가진 과학자, 전문직 종사자 및 이해당사자들 간의 소통과 협력뿐 아니라 결정론적 환원주의적 접근에서 오래전 기본으로의 패러다임 전환이 요구되는 떠오르는 초학문적 연구다. 생태-사회시스템은 많은 구성성분(또는 행위자)들로 이루어져 이들의 국지 규모의 무작위 상호작용이 자연스럽게 시스템 전체 규모의 질서를 만들어내는 공진화하는 복잡계다. 여기서, 시스템과 주변환경 간의 에너지와 물질과 정보의 흐름이 중요한 역할을 한다. 본 통신에서는 이렇게 계속 변화하는 역동적 시스템, 즉 '자기-조직화하는 계층구조의 열린 시스템(SOHOs)'의 개념적 틀을 소개한다. 먼저 SOHOs의 구조와 기능성을 이해하기 위해 물리학의 두 기본 법칙을 다시 논의한다. 두 법칙의 재해석을 통해 시스템의 운명과 지속가능성을 향한 보다 나은 경로, 또한 생태계의 온전함과 사회의 비전/가치 추구를 어떻게 조화시킬 것인가에 대한 이해를 돕고자한다. 그 다음에 소위 '비저니어링(V)'이라는 틀을 되먹임/전방급전(feedback/feedforward) 루프로 SOHOs 틀에 통합시켜서, '슬쩍 찌르는(nudged) 자기-조직화'가 시스템을 구성하는 행위자들이 합력하여 지속가능한 생태-사회 시스템을 이루어 가도록 유도한다. 마지막으로, SOHOs-V의 적용사례로서, 현재 탄자니아의 농촌마을에서 진행되고 있는 미래지구의 지속가능발전목표 연구실(SDG Lab)인 '농촌시스템 비저니어링(Rural Systems Visioneering)'을 예로 제시하였다.