• Smart Structures and Systems
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• 제10권3호
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• pp.229-251
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• 2012

Guided waves have shown a great potential for structural health monitoring (SHM) applications. In contrast to traditional non-destructive testing (NDT) methodologies, a key element of SHM approaches is the high process of automation. The monitoring system should decide autonomously whether the host structure is intact or not. A basic requirement for the realization of such a system is that the sensors are permanently installed on the host structure. Thus, baseline measurements become available that can be used for diagnostic purposes, i.e., damage detection, localization, etc. This paper contributes to guided wave-based inspection in anisotropic materials for SHM purposes. Therefore, computational strategies are described for both, the solution of the complex equations for wave propagation analysis in composite materials based on exact elasticity theory and the popular global matrix method, as well as the underlying equations of two active damage localization algorithms for anisotropic structures. The result of the global matrix method is an angular and frequency dependent wave velocity characteristic that is used subsequently in the localization procedures. Numerical simulations and experimental investigations through time-delay measurements are carried out in order to validate the proposed theoretical model. An exemplary case study including the calculation of dispersion curves and damage localization is conducted on an exemplary unidirectional composite structure where the ultrasonic signals processed in the localization step are simulated with the spectral element method. The proposed study demonstrates the capabilities of the proposed algorithms for accurate damage localization in anisotropic structures.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권5호통권48호
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• pp.475-485
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• 2000

본 연구에서는 시공성을 고려한 변단면을 갖는 합성형 강상자형교의 최소비용을 구하기 위한 자동화 최적설계 프로그램을 개발하였다. 강상자형교 설계에 필요한 설계 제약조건은 도로교 표준 시방서를 비롯한 각종 설계기준과 실무자의 경험을 바탕으로 정식화하였다. 최적화의 효율성을 위해 강상자형교의 특성을 고려한 제약조건 소거기법, 설계 변수 연결기법, 응력 재해석 기법을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램은 구조해석 모듈, 최적설계모듈, 사용자의 입력 편의를 위한 전처리모듈 설계 업무자동화를 위한 후처리모듈로 구성되어 있으며, 구조해석은 신뢰성이 입증된 상업용 구조해석 프로그램인 RM-SPACEFRAME을 이용하여 격자모델에 대해 실시하도록 하였다. 또한 개발된 최적 설계 프로그램의 효율성과 실용성을 확인하기 위하여 몇 가지의 수치예제를 적용하였다. 본 연구에서 개발된 최적설계 시스템은 향후 타 형식의 교량에 최적설계 프로그램의 모형으로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권3호
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• pp.114-120
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• 2003

본 연구는 인삼재배 해가림 시설의 실태를 조사하여 시설의 구조 및 환경 공학적인 특성을 분석하고, 개선 방안을 도출하여 환경조절형 인삼재배시설의 개발을 위한 기초자료 제공을 목적으로 하였다 6개 인삼 주산지를 대상으로 현장실측 및 설문조사를 수행하였으며, 그 결과를 분석하여 뼈대구조의 재질에 따라 목재시설과 철재시설로 분류하고, 기둥과 서까래의 연결방식에 따라 전후주연결식과 후주연결식으로 분류하였으며, 도리와 보조도리의 세부구조에 따라 프레임식과 케이블 식으로 구조를 유형화하였다. 시설구조의 실측조사결과 기둥과 서까래는 대부분 표준 규격 이상의 단면을 사용하고 있었으나, 도리와 보조도리는 규격 미달이 많았고 이를 전혀 설치하지 않은 경우도 상당수 있어 이 부분에 대한 보강이 필요한 것으로 판단되었다. 시설의 폭과 높이, 기둥의 설치간격 등은 대체로 표준형과 비슷한 규격으로 설치하는 경향이었으나 편차가 크고, 구조적으로 취약한 부분도 상당수 있으므로 자재의 규격화와 시공 및 조립방법의 표준화가 필요하고, 폭설에 대한 대책과 보강설계가 가장 중요한 구조개선 사항으로 판단되었다. 환경관리 부분에서는 관수기준 설정 연구가 시급하고, 가장 힘들고 시간이 많이 소요되며 기계화 및 자동화가 요구되는 작업은 해가림 시설의 설치인 것으로 조사되었다. 따라서 설치비가 저렴하고 구조적으로 안전하며, 작업성이 양호한 동시에 환경조절 이용이한 인삼재배시설의 개발이 필요할 것으로 생각 되었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권1호
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• pp.29-36
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• 2016

Tensairity girder is a light weight inflatable fabric structural concept which can be used in road emergency transportation. It uses low pressure air to stabilize compression elements against buckling. With the purpose of obtaining the comprehensive target of minimum deflection and weight under ultimate load, the cross-section and the inner pressure of tensairity girder was optimized in this paper. The Variable Complexity Modeling (VCM) method was used in this paper combining the Kriging approximate method with the Finite Element Analysis (FEA) method, which was implemented by ABAQUS. In the Kriging method, the sample points of the surrogate model were outlined by Design of Experiment (DOE) technique based on Optimal Latin Hypercube. The optimization framework was constructed in iSIGHT with a global optimization method, Multi-Island Genetic Algorithm (MIGA), followed by a local optimization method, Sequential Quadratic Program (SQP). The result of the optimization gives a prominent conceptual design of the tensairity girder, which approves the solution architecture of VCM is feasible and efficient. Furthermore, a useful trend of sensitivity between optimization variables and responses was performed to guide future design. It was proved that the inner pressure is the key parameter to balance the maximum Von Mises stress and deflection on tensairity girder, and the parameters of cross section impact the mass of tensairity girder obviously.

• 한국주거학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.19-26
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• 2013

The purpose of this research is to provide basic data for the promotion strategy to activate modular construction system as residential facilities, through a study on the architectural planning, institutions and policies and research on connection details, for the use as residential facilities of the modular construction that is not actively supplied for the general residential facilities. As a result, I suggest sample model plan of domestic and foreign case analysis and characteristic of modular construction and practical application of modular construction for Residential Facilities. Owing to many advantages including short construction period structural stability and economic benefits, modular construction is expected to play a role as residential alternative of socially controversial affordable housing and weekend homes, and potential housing shortage after reunification; and to contribute to the development of design automation and industrialized constructions. Though Korea is still lacking development of the system that meets the domestic context, if supported by ongoing researches on the development of construction methods, materials and details, the settlement of appropriate modular residential facilities to suit the national situation will serve a possible alternative solution for many housing and environmental problems.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권2호
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• pp.161-168
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• 2018

최근에 개발되고 있는 가이드레일형 유리창 청소로봇은 현재 첫 번째 시작품이 제작되어 시험 중인 상황으로, 그 크기와 하중이 최적화 되지 못한 상황이다. 본 연구에서는 현재의 유리창 청소로봇을 개선하고 구조적 안전성을 확보하기 위한 정량적인 데이터를 도출하기 위하여 응력해석을 진행하였다. 유리창 청소로봇의 자중, 풍압 등에 의한 응력을 해석한 결과, 자중에 의한 처짐, 풍속에 대한 항력 등에서 개선의 여지가 있음을 발견하였다. 도출된 해석 결과는 유리창 청소로봇의 설계 개선에 직접 적용될 예정이며, 이를 통하여 설계의 완성도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.811-818
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• 1992

본 연구에서는 정밀진동 측정에 사용하기 위한 압전형 가속도계의 설계 제작 기술과 가속도계의 특성평가 기술을 개발하는데 주안점을 두고 세가지 크기의 가속도 계 9개를 설계 제작하여 특성평가를 하였다. 제작된 압전형 가속도계는 압축형(com- pression type)으로 산업체 현장에서 수요가 많은 40gram 정도의 무게를 가진 중형급 이면서 사용주파수 범위가 20kHz 이상인 실용적인 진동측정용 센서가 되도록 하였다. 개발된 가속도계의 성능을 평가하기 위해서 가속도계의 대표적인 특성인자인 운동방 향에 대한 감도, 선형성, 횡방향 감도 및 음압감도를 측정하여 기존의 가속도계와 비 교하였다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제4권4호
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• pp.414-427
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• 2006

This paper presents an adaptive feedback linearization control scheme for induction motors with simultaneous variation of rotor and stator resistances. Two typical modeling techniques, rotor flux model and stator flux model, have been developed and successfully applied to the controller design and adaptive observer design, respectively. By using stator fluxes as states, over-parametrization in adaptive control can be prevented and control strategy can be developed without the need of nonlinear transformation. It also decrease the relative degree for the flux modulus by one, thereby, yielding, a simple control algorithm. However, when this method is used for flux observer, it cannot guarantee the convergence of flux. Similarly, the rotor flux model may be appropriate for observers, but it is not so for adaptive controllers. In addition, if these two existing methods are merged into overall adaptive control system, it brings about structural complexies. In this paper, we did not use these two modeling methods, and opted for the airgap flux model which takes on only the positive aspects of the existing rotor flux model and stator flux model and prevents structural complexity from occuring. Through theoretical analysis by using Lyapunov's direct method, simulations, and actual experiments, it is shown that stator and rotor resistances converge to their actual values, flux is well estimated, and torque and flux are controlled independently with the measurements of rotor speed, stator currents, and stator voltages. These results were achieved under the persistent excitation condition, which is shown to hold in the simulation.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.66-73
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• 2024

사장교에서 케이블 부재는 하중을 전달하는 가장 중요한 부재 중 하나이다. 따라서 사장교의 구조적 상태 및 안정성을 평가하기 위해서는 케이블의 상태를 파악하기 위해 지속적인 모니터링을 수행하는 것이 중요하다. 이러한 모니터링 시스템은 케이블에 부착된 가속도계를 통해 진동을 측정하고 이를 토대로 케이블 장력과 감쇠비를 추정하고, 이를 토대로 케이블의 상태 평가의 기초자료로 활용한다. 이러한 상시 모니터링 시스템은 지속적으로 진동 데이터를 측정하기 때문에 데이터 수집 시스템을 포함한 하드웨어가 안정적이고 전력 효율성이 높아야 한다. 또한 지속적으로 생성되는 대량의 진동 신호들을 사람의 개입을 최소화하며 안정적으로 분석할 수 있는 자율모니터링 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 IoT를 활용한 도메인 지식 기반 자율 모니터링 시스템을 개발하였다. 케이블 자율 모니터링 시스템을 구현하기 위한 가장 중요한 요소는 케이블의 장력과 감쇠비의 추정을 위한 진동 신호의 주파수 영역 내 발생하는 첨두의 자동 추정이다. 본 연구에서는 도메인 지식 기반 첨두 자동 추정 알고리즘을 데이터 수집 및 On-Board Processing이 가능한 IoT 시스템에 내장하여 IoT 센서 단에서 Edge computing이 가능한 효율적인 IoT 자율 모니터링 시스템을 구현하였다. 개발된 자율 모니터링 시스템을 국내 사장교에 설치하여 장기간 현장 운영 성능을 평가하였으며, 그 결과 장기 데이터 수신률, 장력 추정의 정확성, 효율성 측면에서 기존 시스템과 비교하여 작동 성능을 확인하고 검증하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.138-139
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• 2019

4차 산업혁명 시대에 자동화 기술혁신이 떠오름과 동시에 컨테이너 터미널 내에서도 자동화 장비 및 시스템을 도입하기 위한 개발이 이루어지고 있다. 초대형 선박의 등장으로 세계 각 국 터미널은 보다 많은 물동량을 유치하며 신속한 서비스를 제공하기 위한 경쟁력을 키워 나가고자 자동화 기술과 접목하여 항만의 인프라를 구축하고자 한다. 첨단산업으로 떠오르고 있는 자동화 기술을 도입하기 위해 본 연구에서는 컨테이너 터미널 자동화 도입 결정을 위한 구조방정식 모델을 제안하며 실증분석을 위해 터미널 운영사에 종사하는 종사자를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 결정모형을 통하여 컨테이너 터미널 자동화 도입 시 터미널 운영사에서 중요시 하는 요인을 분석 한 후 가이드라인 역할 및 방향성을 제시하고자 한다.