• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권4호
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• pp.359-368
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• 2018

In this paper, a method is presented to identify the physical and modal parameters of multistory shear building based on substructural technique using block pulse generalized operational matrix and genetic algorithm. The substructure approach divides a complete structure into several substructures in order to significantly reduce the number of unknown parameters for each substructure so that identification processes can be independently conducted on each substructure. Block pulse functions are set of orthogonal functions that have been used in recent years as useful tools in signal characterization. Assuming that the input-outputs data of the system are known, their original BP coefficients can be calculated using numerical method. By using generalized BP operational matrices, substructural dynamic vibration equations can be converted into algebraic equations and based on BP coefficient for each story can be estimated. A cost function can be defined for each story based on original and estimated BP coefficients and physical parameters such as mass, stiffness and damping can be obtained by minimizing cost functions with genetic algorithm. Then, the modal parameters can be computed based on physical parameters. This method does not require that all floors are equipped with sensor simultaneously. To prove the validity, numerical simulation of a shear building excited by two different normally distributed random signals is presented. To evaluate the noise effect, measurement random white noise is added to the noise-free structural responses. The results reveal the proposed method can be beneficial in structural identification with less computational expenses and high accuracy.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권3호
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• pp.169-193
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• 2022

By the present paper, both experimental and analytical models have been proposed to study the vibration behavior of partially bio-sourced sandwich panel with orthogonally stiffened core. For a variable mass fraction of Alfa fibers from 5% to 15%, impregnated in a Medapoxy STR resin, this panel were manufactured by molding the orthogonally stiffened core then attached it with both skins. Using simply supported boundary conditions, a free vibration test was carried out using an impact hammer for predicting the natural frequencies, the mode shapes and the damping coefficient versus the fibers content. In addition, an analytical model based on the Higher order Shear Deformation Theory (HSDT) was developed to predict natural frequencies and the mode shapes according to Navier's solution. From the experimental test, we have found that the frequency increases with the increase in the mass fraction of the fibers until 10%. Beyond this fraction, the frequencies give relatively lower values. For the analytical model, variation of the natural frequencies increased considerably with side-to-thickness ratio (a/H) and equivalent thickness of the core to thickness of the face (h_s/h). We concluded that, the vibration behavior was significantly influenced by geometrical and mechanical properties of the partially bio-sourced sandwich panel.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.18-25
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• 2013

Recently the requirement of long-term mobile energy source for mobile robot or small-sized unmanned vehicle is highly increased, and the micro turbine generator(MTG) which is known to have high energy and power density is under development. MTG is designed to have air foil bearing and high speed rotor of which operating speed is 400,000rpm. In the development stage of high speed rotor and bearing, stability analysis for the full operational speed range is essential and the dynamic coefficients such as stiffness and damping coefficients of bearing depending on the rotational speed are required for that. Although perturbation method is usually used to identify the dynamic coefficients, it's not easy to give the perturbation to the high speed rotating rotor. In this study, we present the dynamic coefficients measurement system for air foil bearing which consists of electromagnets, gap sensors, high speed motor and controller. This measurement system can exert the sine sweep force to the rotor-bearing, measure the displacement of rotor and get FRF(Frequency response function) of rotor-bearing. The least square estimation method is applied to identify the dynamic coefficients of bearing from the measured frequency response at the different rpm and the identified dynamic coefficients for the wide rotational speed range are presented.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.705-711
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• 2019

전개형 반사판 안테나의 전개거동 특성을 해석적 그리고 실험적 방법으로 분석하고자 한다. Kane 방정식을 이용하여 전개형 안테나의 다물체 운동방정식을 공식화하였다. 복합재료 반사판의 구조변형 특성을 살펴보기 위해 FSDT(First-order Shear Deformation Theory)를 이용하여 빔 모델로 유한요소 정식화 하였다. 역진자 모델을 이용하여 안테나 전개시간에 따른 스프링 상수 그리고 댐핑 계수들을 결정하였다. 다물체 동력학 해석을 통하여 설계변수에 따른 안테나 반사판의 동적구조 특성을 확인하였고, 무중력 모사 전개실험을 통하여 해석결과 검증 및 거동특성을 실험적으로 관찰하였다.

• 한국음향학회지
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• 제29권2호
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• pp.118-124
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• 2010

본 논문에서는 차량 구동라인의 굽힘 진동을 저감시키기 위해 사용되는 동흡진기의 설계 파라미터에 대한 최적설계를 수행하였다. 정확한 동적 응답특성을 얻기 위해 구동라인을 구성하는 추진축의 진동해석으로부터 추출된 유연성 데이터를 구동라인 동역학 모델에 적용하여 유연체 구동라인을 만들었다. 동흡진기의 내부 튜브 질량, 고무 강성계수 및 고무 감쇠계수를 최적화를 위한 설계 파라미터로 선택하였다. 구동라인의 수직 가속도를 최소화시키기 위해 중심합성 실험계획법의 3-요인, 2-수준 실험을 15회 수행하여 목적함수에 대한 2차 회귀방정식을 만들었으며, 최적화 프로그램을 이용하여 동흡진기 설계 파라미터들을 결정하였다. 최적화된 동흡진기를 장착한 차량 모델은 초기 모델에 비해 구동라인의 수직 가속도 피크값을 17.1% 감소시켰다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.317-326
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• 2016

본 연구에서는 한국형 PRT차량의 주행안정성 및 승차감 향상을 위해 현가장치 최적화를 진행하였다. ISO 3888(Double Lane Change Test)를 통하여 주행안정성을 분석하고 ISO 2631-1을 이용하여 승차감 분석을 진행하였다. 이를 통해 주행안정성과 승차감에 대하여 다중반응표면법을 적용하여 현가장치 최적화를 진행하였다. 그 결과 모든 반응함수가 초기설계치보다 모두 개선되는 만족함수의 비율은 3.9 : 6.1이며, 이때 현가장치의 특성은 Stiffness의 경우 S2와 S3 model의 사이 값인 30.68 N/mm과 Damping 계수의 경우 D1 model의 값을 갖는다. 초기설계인 현재 PRT차량의 현가장치와 비교했을 때, 최적화된 PRT 현가장치 설계는 Roll angle와 Yaw rate는 0.37%, Side slip angle은 2.8%, Ride comfort는 5% 향상된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.533-540
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• 2012

납코어가 삽입된 적층고무받침은 주요 재료가 온도에 대한 의존성을 보유하고 있으므로 온도 환경이 장치의 성능에 미치는 영향이 적지 않다. 따라서, 본 논문에서는 대표적인 면진장치인 납면진받침에 대하여 실규모 장치를 제작하고 온도변화에 따른 강성 및 감쇠 특성변화에 대하여 실험을 통하여 분석하고 평가하였다. 실물 크기의 납면진받침을 사용하여 $-10^{\circ}C$, $0^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, $40^{\circ}C$의 온도 조건에 대하여 ISO22762:2010에서 제시하고 있는 특성시험법을 적용하여 수직강성 및 수평특성에 대하여 의존성 경향을 파악하였다. 또한, 면진받침 설계 시 주요한 평가지표로 사용되는 2차강성 및 특성강도에 대하여 해외 제조사에서 제시하고 있는 온도보정식과 시험결과를 비교하였으며 수직강성에 대한 온도의존 경향을 파악하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.697-704
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• 2017

본 연구는 영업운행 중인 고속열차의 진동 문제를 고찰하고, 이를 개선하기 위하여 진행되었다. 먼저 고속열차의 진동 수준을 알기 위하여 차체 진동가속도에 대한 측정이 수행되었다. 측정결과 운전실이 객차보다 진동이 크며, 열차 후미로 갈수록 진동이 더 커졌다. 운전실 및 객차 모두 수직방향 진동이 횡방향 진동에 비해서 크며, 콘크리트 구간에 비해 자갈궤도에서 진동의 최대값이 크다. KTX-산천 진동 경향과 개선점을 도출하기 위하여 동역학 해석을 수행하였다. 해석결과는 시험 결과와 유사하였으며, 객차 양 끝단의 단부객차 상부와 동력차량의 진동을 저감시킬 필요가 있었다. 객차의 진동을 저감하기 위하여 KTX-호남(200호대) 차량은 4가지 개선 설계를 수행하였고, 이 중 KTX-산천에 적용할 수 있는 방법을 해석에 적용하였을 때, 정상구간에서는 2.2%, 분기기구간에서는 11% 정도 진동이 감소할 것으로 예상되었다. 동력차량의 진동 저감을 위해 2차 코일스프링의 강성을 감소시키고, 2차 수직댐퍼의 댐핑계수를 증가시키는 방안을 제안하였다. 현가장치의 불량, 오조립 등 성능저하가 차체 및 대차의 진동을 증가시키는 것을 시운전 결과와 해석결과를 통하여 살펴보았으며, 현가장치 올바른 유지보수가 차량 진동을 저감시킴을 알 수 있었다. 차륜 마모에 대한 적절한 관리는 운행 효율 및 차체 진동저감에 중요한 역할을 하며, 현재 차륜 프로파일을 변경하여 차륜 삭정간의 주행거리를 늘리려는 연구가 진행 중이다.