• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.127-132
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• 2020

본 연구에서는 장애인의 이동을 방해하는 도로 경사와 같은 물리적 장벽을 제거하는 데 필요한 정보를 제공하는 일련의 과정을 진행한다. 실험을 통해 고령층, 장애인이 안전하게 목적지로 이동하는데 필요한 IoT 기반 시스템 구현이 가능하도록 하는 정량화된 노면 평탄도 지수를 구현한다. 이를 위해 사전 연구로 자이로스코프를 이용한 노면 측정 장치를 고안하였다. 본 연구에서는 주행 중 노면의 거칠기, 평탄도를 확인하기 위해 자이로스코프로부터 X, Y변위, 가속도변위 세 가지 변수를 계측하였고 측정된 데이터의 연산과정을 통해 노면의 거칠기와 평탄도를 0 ~ 100으로 정량화하는 1차 가공 과정을 수행하였다. 이를 다시 4단계로 구분하여 지도에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있는 알고리즘을 구현하였으며, 최종적으로 장애인 및 노인 전동휠체어 사용자가 기본 이동성을 확보할 수 있는 시스템을 구축하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.17-28
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• 2006

구조물의 건전성 모니터링은 구조물의 안전 및 사용성을 위하여 중요하다. 구조물의 변위는 직접적인 구조물 강성의 평가 지표가 되기 때문에 정확하고 주기적으로 모니터 되어야 한다. 그러나 이러한 변위 모니터를 위한 실용적인 방법이 아직까진 없고, 특히 고층 건물이나 장 스팬 교량과 같이 접근성이 어려운 구조물의 경우는 더욱 그러하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 레이저 펄스를 이용하여 원격으로 물체 표면을 탐사하고 수많은 좌표를 생성할 수 있는 라이다 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 지상 라이다를 이용하여 구조물의 헬스 모니터링을 위한 새로운 변위계측모델을 개발하였고 검증을 위한 실험이 수행되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권2호
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• pp.127-143
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• 2012

The present paper deals with the nonlinear analysis of the functionally graded piezoelectric (FGP) annular plate with two smart layers as sensor and actuator. The normal pressure is applied on the plate. The geometric nonlinearity is considered in the strain-displacement equations based on Von-Karman assumption. The problem is symmetric due to symmetric loading, boundary conditions and material properties. The radial and transverse displacements are supposed as two dominant components of displacement. The constitutive equations are derived for two sections of the plate, individually. Total energy of the system is evaluated for elastic solid and piezoelectric sections in terms of two components of displacement and electric potential. The response of the system can be obtained using minimization of the energy of system with respect to amplitude of displacements and electric potential. The distribution of all material properties is considered as power function along the thickness direction. Displacement-load and electric potential-load curves verify the nonlinearity nature of the problem. The response of the linear analysis is investigated and compared with those results obtained using the nonlinear analysis. This comparison justifies the necessity of a nonlinear analysis. The distribution of the displacements and electric potential in terms of non homogenous index indicates that these curves converge for small value of piezoelectric thickness with respect to elastic solid thickness.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권5호
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• pp.539-545
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• 2018

Longitudinal Displacement Profile (LDP) is an appropriate tool for determination of the displacement magnitude of the tunnel walls as a function of the distance to the tunnel face. Some useful formulations for calculation of LDP have been developed based on the monitoring data on site or by 3D numerical simulations. However, the presented equations are only based on the tunnel dimensions and for different quality of rock masses proposed a unique LDP. In the present study, it is tried to present a new formulation, for calculation of LDP, on the basis of Rock mass quality. For this purpose, a comprehensive numerical simulation program was developed to investigate the effect of rock mass quality on the LDP. Results of the numerical modelling were analyzed and the least square technique was used for fitting an appropriate curve on the derived data from the numerical simulations. The proposed formulation in the present study, is a logistic function and the constants of the logistic function were predicted by rock mass quality index (GSI). Results of this study revealed that, the LDP curves of the tunnel surrounded by rock masses with high quality (GSI>60) match together; because the rock mass deformation varies over an elastic range.

• 구강회복응용과학지
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• 제36권2호
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• pp.95-103
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• 2020

목적: 본 연구의 목적은 내부연결 원추형 임플란트의 육각구조 유무가 임플란트 지대주 장축변위와 임플란트 지대주 나사의 풀림토크에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 내부연결 원추형 임플란트를 육각구조를 가진 지대주 그룹(HEX)과 육각구조를 갖지 않는 지대주 그룹(CON)으로 나누고 각 그룹 당 10쌍의 시편을 체결하였다. 지대주 나사를 30 Ncm 조임회전력을 가하여 체결한 뒤 장축변위 및 풀림토크값을 측정하고 250 N 수직적 반복하중을 100,000회 가한 뒤 장축변위 및 풀림토크값을 측정하였다. 각 단계마다 디지털 마이크로미터를 이용하여 임플란트 직경과 수직적 높이를 측정하였고 전자 토크게이지를 이용하여 풀림토크값을 측정하였다. 각 군간의 값의 유의차를 확인하기 위하여 독립 표본 T 검정을 이용하여 통계분석하였다(α = 0.05). 결과: HEX 군은 조임회전력을 가한 뒤 유의하게 높은 장축변위를 나타내였다(P < 0.05). HEX 군과 CON 군은 수직적 반복하중 후 장축변위에 유의한 차이를 보이지 않았다(P = 0.052). HEX 군과 CON 군은 수직적 반복하중 전, 후 풀림토크값 모두 유의한 차이를 보이지 않았다(P = 0.057 and P = 0.138). 모든 그룹에서 반복하중 후 풀림토크값 상실율이 증가하였다(P < 0.05). 결론: 내부연결 원추형 임플란트에서 육각구조를 가진 경우 장축 변위가 더 컸으며, 그 외의 연결부 안정성은 유사하였다. 모든 그룹에서 반복하중 후 풀림토크값 상실율이 증가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.327-344
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• 2024

일반적인 터널 설계 및 해석 시 암반을 등방성으로 가정하나, 등방성 조건에서는 재료특성이 모든 방향에서 균일하므로 터널의 안정성이 높게 평가되는 경향이 있다. 그러나 실제 암반은 절리, 층리, 단층 등 불연속면이 존재하며 방향에 따라 재료의 특성이 다른 이방성 특징을 가진다. 이러한 암반의 이방성은 터널 굴착 시 발생하는 응력 분포에 큰 영향을 미쳐, 불균일한 터널 변형을 유발하고 손상 위험을 증가시키기 때문에 사전에 철저한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 암반의 이방성에 따라 굴착 과정에서 발생하는 막장면과 터널이 굴착된 후 수렴된 위치에서 발생하는 변형과 응력 변화에 초점을 두었다. 탄성계수의 비율(E₁/E₂)에 따른 이방성지수(I_E)와 경사각을 변수로 선정하여 3차원 수치해석을 수행하였다. 결과적으로 이방성 지수가 증가할수록 터널에서 발생하는 변위가 증가하고 응력집중 현상이 크게 발생하였으며, 경사면이 터널과 접하는 부분에서 최대 변위가 발생하고 전단응력이 가장 크게 발생하는 것을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제8권5호
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• pp.433-447
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• 2011

The present paper addresses the nonlinear response of a FG square plate with two smart layers as a sensor and actuator under pressure. Geometric nonlinearity was considered in the strain-displacement relation based on the Von-Karman assumption. All the mechanical and electrical properties except Poisson's ratio can vary continuously along the thickness of the plate based on a power function. Electric potential was assumed as a quadratic function along the thickness direction and trigonometric function along the planar coordinate. By evaluating the mechanical and electrical energy, the total energy equation can be minimized with respect to amplitude of displacements and electrical potential. The effect of non homogenous index was investigated on the responses of the system. Obtained results indicate that with increasing the non homogenous index, the displacements and electric potential tend to an asymptotic value. Displacements and electric potential can be presented in terms of planar coordinate system. A linear analysis was employed and then the achieved results are compared with those results that are obtained using the nonlinear analysis. The effect of the geometric nonlinearity is investigated by using the comparison between the linear and nonlinear results. Displacement-load and potential-load curves verified the necessity of a nonlinear analysis rather than a linear analysis. Improvement of the previous results (by the linear analysis) through employing a nonlinear analysis can be presented as novelty of this study.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권1호
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• pp.78-86
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• 1998

This paper presents a numerical method of the minimum-time trajectory planning for a robot manipulator amid obstacles. Each joint displacement is represented by the linear combination of the finite-term quintic B-splines which are the known functions of the path parameter. The time is represented by the linear function of the same path parameter. Since the geometric path is not fixed and the time is linear to the path parameter, the coefficients of the splines and the time-scale factor span a finite-dimensional vector space, a point in which uniquely represents the manipulator motion. The displacement, the velocity and the acceleration conditions at the starting and the goal positions are transformed into the linear equality constraints on the coefficients of the splines, which reduce the dimension of the vector space. The optimization is performed in the reduced vector space using nonlinear programming. The total moving time is the main performance index which should be minimized. The constraints on the actuator forces and that of the obstacle-avoidance, together with sufficiently large weighting coefficients, are included in the augmented performance index. In the numerical implementation, the minimum-time motion is obtained for a planar 3-1ink manipulator amid several rectangular obstacles without simplifying any dynamic or geometric models.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.210-217
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• 1998

This paper describes the method for detection of the misfired cylinder using the pressure fluctuations occurred in the exhaust system on an MPI gasoline engine. If misfire is occurred in the cylinder of the gasoline engine, the power of engine gets lost, the fuel consumption and the exhaust emission are increased and the vibration is caused by unsteady torque. Therefore early detection and correction of misfire play a very important role in the proper performance and the exhaust emission. This paper suggests method of misfire detection which affect engine performance. The method is a comparison of average pressure index during the displacement period. Experimental results showed that the method using the pressure fluctuations in the exhaust system is proven to be effective in the detection of misfire on gasoline engine regardless loads and revolutions of the engine. In addition, this method, using the pressure fluctuations in exhaust system is easier than other methods and is not a need of additional reconstruction of engine.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권2호
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• pp.231-243
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• 2021

In this paper, a dynamic response mapping model of the wheel-rail system is established by using the support vector regression (SVR) method, and the hierarchical safety thresholds of the subgrade void are proposed based on the reliability theory. Firstly, the vehicle-track coupling dynamic model considering the subgrade void is constructed. Secondly, the subgrade void area, the subgrade compaction index K30 and the fastener stiffness are selected as random variables, and the mapping model between these three random parameters and the dynamic response of the wheel-rail system is built by using the orthogonal test and the SVR. The sensitivity analysis is carried out by the range analysis method. Finally, the hierarchical safety thresholds for the subgrade void are proposed. The results show that the subgrade void has the most significant influence on the carbody vertical acceleration, the rail vertical displacement, the vertical displacement and the slab tensile stress. From the range analysis, the subgrade void area has the largest effect on the dynamic response of the wheel-rail system, followed by the fastener stiffness and the subgrade compaction index K30. The recommended safety thresholds for the subgrade void of level I, II and III are 4.01㎡, 6.81㎡ and 9.79㎡, respectively.