• 한국기계가공학회지
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• 제13권1호
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• pp.59-65
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• 2014

To obtain an elliptical trajectory at the cutting edge during elliptical vibration cutting, sinusoidal voltage excitations of two piezoelectric actuators have commonly been used. In this study, PWM excitation, which is relatively simple to generate, was employed and its characteristics were investigated. In experimental and analytical analyses, we found that for PWM excitation, the integer-multiple frequencies of the excitation voltage distorted the shape of the elliptical trajectory, whereas at a duty ratio(DR) of 50%, the distortion of the elliptical trajectory was minimized due to disappearance of the first overtone. When the magnitude of the maximum excitation voltage was maintained at the same level for both PWM and sinusoidal excitation, PWM (DR=50%) excitation produced a greater vibration amplitude than sinusoidal excitation but resulted in more rapid saturation of a high-frequency power amplifier.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권2호
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• pp.239-255
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• 2017

Various centrifuge model tests on the pile foundations were performed to investigate fundamental characteristics of a pile-soil-foundation system recently, but it is hard to find numerical analysis results of a pile foundation system considering the nonlinear behavior of soil layers due to the dynamic excitations. Numerical analyses for a pile-soil system were carried out to verify the experimental results of centrifuge model tests. Centrifuge model tests were performed at the laboratory applying 1.5 Hz sinusoidal base input motions, and nonlinear numerical analyses were performed utilizing a finite element program of P3DASS in the frequency domain and applying the same input motions with the intensities of 0.05 g~0.38 g. Nonlinear soil properties of soil elements were defined by Ramberg-Osgood soil model for the nonlinear dynamic analyses. Nonlinear numerical analyses with the P3DASS program were helpful to predict the trend of experimental responses of a centrifuge model efficiently, even though there were some difficulties in processing analytical results and to find out unintended deficits in measured experimental data. Also nonlinear soil properties of elements in the system can be estimated adequately using an analytical program to compare them with experimental results.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.127-134
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• 2010

동적 불안정 좌굴현상에 관한 연구는 다소 발표되고 있으나 주기성을 가진 히중하에서의 동적 좌굴을 다룬 연구는 그리 많지 않은 편이다. 주기성을 가진 하중하에서의 거동은 스텝 하중하에서 거동과는 다르리라 예상된다. 본 논문에서는 동적 불안정의 기본 메커니즘을 파악하기 위하여 2자유도의 얕은 EP(Elliptic Paraboliodal)쉘이 정현파 하중을 받았을 때의 직접좌굴과 간접좌굴 현상을 조사한다. Newma가-$\beta$법에 의한 수치적분을 이용하여 비선형 운동 방정식의 변위응답을 구하고 얻어진 비선형 변위응답으로 위상곡면선의 끌개를 비교하고, FFT(Fast Fourier Transform)에 의한 연속 응답 스펙트럼을 구해 동적 불안정 특성에 관해서 분석한다. 그 결과 동적 좌굴하중은 구조물의 고유주기와 외력 탁월진동수와의 관계에 크게 영향을 받는다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.109-118
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• 2012

주기성을 가진 하중하에서의 거동은 스텝하중하에서의 거동과는 다른 거동을 보일 것이라 예상된다. 본 연구에서는 기하학적 형태에 따른 래티스 돔 구조물을 정현파 하중에서의 동적구조불안정 특성을 알아본다. 대공간 구조시스템의 하나인 스페이스 프레임 구조는 종횡의 부재가 3차원적으로 연결되어 입체적으로 외부 힘에 저항하는 구조로써 높은 강성을 갖는다. 또한 균등한 응력 분담이 가능하도록 설계되는 스페이스 프레임 고유의 역학적 특성에 기인하여 경량화가 가능하다. 스페이스 프레임의 구조안정문제는 구조물의 여러 가지 조건에 따라 결정되고 매우 중요한 사항이다. 따라서 기하학적 형태에 따라 Star Dome, Parallel Lamella Dome, 3-Way Grid Dome을 모델로 선택하여 라이즈-스팬(${\mu}$)비 및 형상불완전에 따른 불안정 거동 특성을 알아본다. 전체적으로 래티스 돔 구조물은 비감쇠 보다 감쇠를 도입한 경우 동적 좌굴하중에 대한 효율이 높아짐을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.313-319
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• 2016

액체가 부분적으로 채워져 있는 용기에서 발생하는 슬로싱 현상을 이해하고 이를 효과적으로 제어하는 것은 매우 중요하다. 선행 연구들이 대부분 사인파형(sinusoidal) 가진에 의한 슬로싱 및 공진 현상에 관심을 가진 반면, 본 연구에서는 산업 현장에서 액체 용기를 빠르게 이송시킬 때 발생하는 슬로싱을 이해하고 억제하고자 하였다. 즉, 사각 용기를 수평방향으로 빠르게 이송시킬 때 발생하는 2상 유동을 수치해석으로 구한 후, 용기의 속도 프로파일(특히 가속 및 감속 시간)이 슬로싱에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 용기의 가감속 시간이 1차 모드 고유주기의 정수배가 될 때 슬로싱이 상당히 억제되는 것을 관찰하였고, 이는 슬로싱 억제 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.222-227
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• 2002

MR(Magneto-rheological) fluid is smart fluid that can change its characteristics then magnetic fields are applied. Recently, many researches have been performed on this MR fluid for the application in a vareity of areas including automobile shock absorbers. This paper describes the design procedure of a MR damper and the analysis results of its dynamic characteristics. MR fluid in the magnetic field shows initial yield shear stress and increasing resistive viscosity with final saturation thereafter. Herschel-Bulkley model is used to simulate the flow characteristics of MR fluid and magnetic analysis is used to identify the magnetic property of the MR fluid in the orifice of the damper. The dynamic characteristics of the damper was predicted and compared with the experimental results for typical sinusoidal excitations.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권2호
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• pp.540-548
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• 2005

This paper concerns the application and demonstration of sliding mode observer for aeroelastic system, which is robust to model uncertainty including mass and stiffness of the system and various disturbances. The performance of a sliding mode observer is compared with that of a conventional Kalman filter to demonstrate robustness and disturbance decoupling characteristics. Aeroelastic instability may occur when an elastic structure is moving even in subcritical flow speed region. Simulation results using sliding mode observer are presented to control aeroelastic response of flapped wing system due to various external excitations as well as model uncertainty and sinusoidal disturbances in subcritical incompressible flow region.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권3호
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• pp.313-320
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• 2020

The usage of conventional tuned mass damper (TMD) was proved as an effective method for passive mitigating vortex-induced vibration (VIV) of a bridge deck. Although a variety of linear TMD systems have been so far utilized for vibration control of suspension bridges, a sensitive TMD mechanism to wind spectrum frequency is lacking. Here, we introduce a bistable tuned mass damper (BTMD) mechanism which has an exceptional sensitivity to a broadband input of vortex shedding velocity for suppressing VIV in suspension bridge deck. By use of the Monte Carlo simulation, performance of the nonlinear BTMD is shown to be more efficient than the conventional linear TMD under two different wind load excitations of harmonic (sinusoidal) and broadband input of vortex shedding. Consequently, an appropriate algorithm is proposed to optimize the design parameters of the nonlinear BTMD for Kap Shui Mun Bridge, and then the BTMD system is localized for the interior deck of the suspension bridge.

• 한국안전학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2000

This paper deals with rocking response behavior of rigid block structure subjected to horizontal excitation. A strict consideration of impact and sliding between the block and base is essential to investigate the rocking vibration characteristics because the rocking behavior were greatly influenced by the impact and sliding motion. Therefore, not only restitution coefficient between the block and base but also the energy dissipation rate which is associated with sliding motion, and the static and kinetic friction coefficient between those should be included in the modeling of rocking system. The analytic program was developed to be able to simulate the experimental responses of the block subjected to horizontal sinusoidal excitations. By using this program, rocking responses were numerically calculated by the nonlinear equations for rocking system. From the response simulation and rocking vibration experiment, the following results were obtained. The rocking responses are affected by the impact motion due to energy dissipation and friction and provide very complex behavior. The toppling condition of the block is also influenced by the impact motion and sliding motion.

• 전산구조공학
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• 제8권2호
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• pp.153-161
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• 1995

세계적으로 대공간 구조물의 건설은 점점 늘어나고 있으며, 이러한 증가 추세와 함께 붕괴 사고 또한 점차 늘어나고 있다. 보다 안전하고 경제적인 구조물의 구축을 위해서는 사고 및 붕괴의 원인이 정확히 규명되어야 한다. 따라서 이러한 규명을 위하여 대공간 구조물의 붕괴 메커니즘의 정확한 규명이 필요하며, 많은 연구자들에 의한 연구가 보고되고 있다. Step 하중 하에서의 동적 파괴 메커니즘은 비교적 많은 연구가 진행되어 왔으나, 주기성을 가진 동적 외력에 의한 파괴 메커니즘에 관한 연구는 거의 없는 실정이며, Step 하중하에서의 메커니즘과는 매우 다르리라 예상된다. 본 연구는 주기성을 가진 동적 외력에 의한 얕은 EP 쉘(Elliptic Paraboloidal Shell)의 동적 불안정 현상을 Fourier 스펙트럼을 이용하여 분석한다. 즉 1 자유도의 얕은 EP 쉘의 동적 좌굴 현상과 파라메트릭 공진 현상과의 상호 작용을 파악하기 위하여 비선형 응답의 연속 스펙트럼(runing spectrum)을 이용한다. 연구 결과, 동적 불안정 현상은 외력의 성질에 따라 크게 다른 메커니즘을 나타내는 것을 알 수 있다.