• Wind and Structures
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• 제7권4호
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• pp.235-250
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• 2004

The current study reports the results of an experimental program conducted on a structure fitted with a liquid damper (TLD) and subjected to harmonic excitation. Screens were placed inside the TLD to achieve the required inherent damping. In the first part of the study, reduced scale models of the building-TLD systems were tested under two levels of excitation. The efficiency of the damper was assessed by evaluating the effective damping provided to the structure and comparing it to the optimum effective damping value, provided by a linear tuned mass damper (TMD). An extensive parametric study was then conducted for one of the three models by varying both the excitation amplitude and the tuning ratio, defined as the ratio of the TLD sloshing frequency to the natural frequency of the structure. The effectiveness and robustness of a TLD with screens were assessed. Results indicate that the TLD can be tuned to achieve a robust performance and that its efficiency is not significantly affected by the level of excitation. Finally, the equivalent amplitude dependent TMD model, developed in the companion paper is validated using the system test results.

• Wind and Structures
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• 제20권3호
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• pp.363-388
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• 2015

For controlling the vibration of specific building structure with large span, a practical method for the design of MTMD was developed according to the characteristics of structures subjected to wind loads. Based on the model of analyzing wind-induced response of large-span structure with MTMD, the optimization method of multiple tuned mass dampers for large-span roof structures subjected to wind loads was established, in which the applicable requirements for strength and fatigue life of TMD spring were considered. According to the method, the controlled modes and placements of TMDs in MTMD were determined through the quantitative analysis on modal contribution to the wind-induced dynamic response of structure. To explore the characteristics of MTMD, the parametric analysis on the effects of mass ratio, damping ratio, central tuning frequency ratio and frequency range of MTMD, was performed in the study. Then the parameters of MTMD were optimized through genetic algorithm and the optimized MTMD showed good dynamic characteristics. The robustness of the optimized MTMD was also investigated.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제26권4호
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• pp.459-477
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• 2007

A bi-directional tuned mass damper (BTMD) in which a mass connected by two translational springs and two viscous dampers in two orthogonal directions has been introduced to control coupled lateral and torsional vibrations of asymmetric building. An efficient control strategy has been presented in this context to control displacements as well as acceleration responses of asymmetric buildings having asymmetry in both plan and elevation. The building is idealized as a simplified 3D model with two translational and a rotational degrees of freedom for each floor. The principles of rigid body transformation have been incorporated to account for eccentricity between center of mass and center of rigidity. The effective and robust design of BTMD for controlling the vibrations in structures has been presented. The redundancy of optimum design has been checked. Non dominated sorting genetic algorithm (NSGA) has been used for tuning optimum stages and locations of BTMDs and its parameters for control of vibration of seismically excited buildings. The optimal locations have been observed to be reasonably compact and practically implementable.

• 한국안전학회지
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• 제10권4호
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• pp.13-21
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• 1995

On mini-bus with diesel engine, at idle rpm for taking measurement to reduce gear rattle noise, was tested by the three clutch disc samples by turns, then measured the fluctuation of revolution of engine & transmission and parallel vibration of differential gear & transmission. By analyzing the measured data, the gear rattle noise, the matching design and tuning technic of transmission are comprehended and established. Conclusions of this test are as follows ; (1) Fluctuation of revolution on transmission is greatly affected by torsion of clutch disc according to fluctuation of engine revolution transmit to transmission through clutch system. Especially, gear rattle noise can be reduced by minimaizing the fluctuation of the revolution of transmission using pre-damper type clutch disc. (2) The reason of gear rattle noise is higher in summer than winter and driving longer period than initial driving is due to affection by drag torque changing. So, it is necessary for manufacturer to choose proper oil to transmission. (3) It can be occurred jumping and crash noise by applying the pre-damper type clutch disc for reducing the gear rattle noise. So, it is necessary to do test with actual vehicle according to test procedure.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권1호
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• pp.1-14
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• 2019

Transmission tower-line system is one of most critical lifeline systems to cities. However, it is found that the transmission tower-line system is prone to be damaged by earthquakes in past decades. To mitigate seismic demands, this study introduces a tuned-mass damper (TMD) using superelastic shape memory alloy (SMA) spring for the system. In addition, considering the dynamic characteristics of both tower-line system and SMA are affected by temperature change. Particular attention is paid on the effect of temperature variation on seismic behavior. In doing so, the SMA-TMD is installed into the system, and its properties are optimized through parametric analyses. The considered temperature range is from -40 to $40^{\circ}C$. The seismic control effect of using SMA-TMD is investigated under the considered temperatures. Interested seismic performance indices include peak displacement and peak acceleration at the tower top and the height-wise deformation. Parametric analyses on seismic intensity and frequency ratio were carried out as well. This study indicates that the nonlinear behavior of SMA-TMD is critical to the control effect, and proper tuning before application is advisable. Seismic demand mitigation is always achieved in this wide temperature range, and the control effect is increased at high temperatures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권4호
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• pp.537-549
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• 2022

In this paper, a novel multi-feature model predictive control (MPC) framework with real-time and adaptive performances is proposed for intelligent structural control in which some drawbacks of the algorithm including, complex control rule and non-optimality, are alleviated. Hence, Linear Programming (LP) is utilized to simplify the resulted control rule. Afterward, the Whale Optimization Algorithm (WOA) is applied to the optimal and adaptive tuning of the LP weights independently at each time step. The stochastic control rule is also achieved using Kalman Filter (KF) to handle noisy measurements. The Extreme Learning Machine (ELM) is then adopted to develop a data-driven and real-time control algorithm. The efficiency of the developed algorithm is then demonstrated by numerical simulation of a twenty-story high-rise benchmark building subjected to earthquake excitations. The competency of the proposed method is proven from the aspects of optimality, stochasticity, and adaptivity compared to the KF-based MPC (KMPC) and constrained MPC (CMPC) algorithms in vibration suppression of building structures. The average value for performance indices in the near-field and far-field (El earthquakes demonstrates a reduction up to 38.3% and 32.5% compared with KMPC and CMPC, respectively.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.48-61
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• 2012

열차 진동 저감을 위한 플로팅 슬래브궤도의 설계에 있어서 주행 안전, 승차감 및 사용성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브궤도에서 열차 주행안전과 승차감, 사용성 확보를 위한 요구조건을 분석하여 제시하였고, 열차-궤도 상호작용을 고려한 동적 해석기법을 적용하여 시스템 고유진동수, 스프링 지지간격 및 배치방법, 감쇠비 등 주요 시스템 설계변수에 따라 일반 콘크리트궤도와의 접속구간을 포함한 플로팅 슬래브궤도 구간에서의 열차 및 궤도의 동적 거동을 분석하였다. 연구결과에 따르면 일반 궤도와 플로팅슬래브궤도 간의 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해 윤중 변동율, 레일 응력, 레일 인상력 등의 동적 응답이 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 따라서 접속구간에서 스프링 지지간격을 좁히거나 스프링 강성의 차이를 완화시키는 방안이 주행안전과 궤도 사용성 확보를 위해 효과적인 것으로 나타났다. 한편 차체 가속도로 평가하는 승차감은 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해서는 거의 영향을 받지 않고, 시스템 튜닝 주파수에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 승차감 확보를 위해서는 적절한 시스템 튜닝 주파수를 선정하는 것이 매우 중요한 것으로 나타났다. 이 밖에 감쇠비, 스프링 간격, 열차속도에 따른 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.337-344
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• 2014

한국 전통 악기인 편경을 체계적으로 설계하기 위한 최적 형상 설계 알고리즘을 제안한다. 편경은 16 개의 서로 다른 크기의 경편으로 구성되어 있다. 각 경편의 첫 번째 진동 고유 주파수는 전통 소리 튜닝 방법에 의해 결정되는 특정 주파수에 일치하여야 하고, 두 번째와 세 번째 진동 고유 주파수들은 첫 번째 진동 고유 주파수와 단 3 화음 관계(1:1.498:2.378)를 가져야 한다. 제안한 설계 알고리즘의 핵심은 경편의 각 변의 길이 변화에 따른 고유 주파수의 민감도를 구하고, 이를 이용하여 위 두 가지 설계 목적에 부합하는 경편의 치수를 결정하는 것이다. 제안하는 방법으로 5 개의 서로 다른 경편의 형상 치수를 결정하였다. 그리고, 제작 과정에서 발생할 수 있는 오차를 보상하기 위해, 경편의 국부적인 두께 변화에 따른 진동 고유 주파수의 변화에 대해서도 살펴보았다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.689-699
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• 2013

로봇 원격조종 방법은 1:1, 1:N, N:1, 그리고 N:N의 다양한 방법이 있다. 오퍼레이터가 원격지 로봇을 제어하기 위해서는 로봇의 주변 상황, 모바일 장치의 충돌 가능성, 그리고 매니퓰레이터의 힘을 인지할 수 있어야 한다. 원격조종에서는 데이터 통신과 처리에 소요되는 시간에 따른 지연이 발생하는데, 이 시간 지연은 로봇의 충돌과 햅틱 기반 제어에 있어 양방향 힘 반영에 따른 매니퓰레이터의 바이브레이션과 과도한 힘 반영을 초래할 수 있다. N:N 제어 방식은 근래 개발 중인 조종 기술로 멀티 오퍼레이터가 멀티 로봇을 스위칭하면서 제어하는 구조를 가진다. 이 구조를 구현하기 위해서는 오퍼레이터가 어떤 로봇을 제어할 것인지, 또는 그 로봇의 어떤 장치를 제어할 것인지에 대한 스위칭 기능이 필요하며, 다수의 오퍼레이터가 함께 원격조종을 수행할 때에는 이 스위칭 알고리즘이 반드시 필요하다. 또한 오퍼레이터의 성향에 따라 조종 성향이 달라지므로 이를 일반화하기위한 방안도 요구된다. 본 논문에서는 다수의 로봇과 다수의 오퍼레이터가 원격으로 로봇들을 제어하여 작업을 수행할 수 있는 햅틱 기반 제어 환경을 구축하는 방안과 구현에 대하여 기술한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권8호
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• pp.99-104
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• 2005

인공위성에서 구조체의 역할은 발사환경 및 궤도상의 모든 발생 가능한 환경에서 위성체를 안전하게 지지하는 것이다. 인공위성의 개발단계에서 구조 및 열 개발모델은 유한요소모델 보정 및 구조강도/특성 확인 등의 구조적인 특징과 열평형시험을 통한 열적 안정성의 확인을 그 목적으로 한다. 이때 얻어진 결과는 실제 비행모델의 개발 시 구조 및 열적 안정성 검증 등의 중요한 자료로써 활용된다. 본 논문에서는 고정밀 지구관측위성의 구조 및 열 개발모델에 대해 구조 관점에서의 설계/해석에 대해 기술하고 또한 모달 시험을 통한 시험결과와 유한요소해석과의 비교에 대해 기술한다.