• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권12호
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• pp.856-865
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• 2015

In a high-speed press, numerous moving links are interconnected and each link executes a constrained motion at high speed. As a consequence, high-level dynamic unbalance force and unbalance moment are transmitted to the main frame of the press, which results in unwanted vibration and significantly degrades manufacturing accuracy. Dynamic unbalance force and unbalance moment inevitably transmits high-level vibrational force to the foundation on which the press is installed. Minimizing the vibrational force transmitted to the foundation is critical for the protection of both the operators and the surrounding structures. The whole task should be carried out in two steps. The first step is to reduce dynamic unbalance based upon kinematic and dynamic analyses. The second step is to design and build an optimal vibration isolation system minimizing the vibrational force transmitted to the foundation. Firstly, the dynamic design method is presented to reduce dynamic unbalance force and moment. For this a 3D CAD software was utilized and a computer program was written to compute dynamic unbalance force and moment. Secondly, the design method for vibration isolation system is presented. The method for designing coil springs and viscous dampers are explained in detail.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제31권4호
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• pp.315-322
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• 2006

A torsional damper comprised of two stage pre-dampers was used to reduce the rattle noise generated in the PTO gear box of a direct engine-PTO driveline of agricultural tractors. It was designed and mounted to the engine flywheel to reduce the torque fluctuation-induced speed variations at the driving gears in the PTO gearbox, which were found to be main cause of the rattle noise. The effects of a hysteresis torque and a torsional stiffness of the damper on the speed variation were analyzed using an 11 degree of freedom non-linear model of the damped PTO driveline. The torsional damper was represented by a single degree of freedom model with 7 parameters. Under a constant hysteresis torque, velocity variation was reduced with decrease in the torsional stiffness of the damper. The velocity variation was also decreased with decrease in the hysteresis torque under a constant torsional stiffness. Optimum values of the torsional stiffness and hysteresis torque were obtained by the model simulation for the PTO driveline under the study. When the optimum values of the damper were used, the sound pressure level of the rattle noise was reduced by 81%, resulting in a reduction of 15dB(A). The optimum damper also reduced the engine speed variation, resulting in a reduction of 80% at the driving gears in the PTO gearbox. The torsional damper showed a good performance in reducing the rattle noise caused by the speed variation in the direct engine-PTO driveline.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권3호
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• pp.227-241
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• 2018

The present paper deals with the optimum performance of the passive hybrid control system for the benchmark highway bridge under the six earthquakes ground motion. The investigation is carried out on a simplified finite element model of the 91/5 highway overcrossing located in Southern California. A viscous fluid damper (known as VFD) or non-linear fluid viscous spring damper has been used as a passive supplement device associated with polynomial friction pendulum isolator (known as PFPI) to form a passive hybrid control system. A parametric study is considered to find out the optimum parameters of the PFPI system for the optimal response of the bridge. The effect of the velocity exponent of the VFD and non-linear FV spring damper on the response of the bridge is carried out by considering different values of velocity exponent. Further, the influences of damping coefficient and vibration period of the dampers are also examined on the response of the bridge. To study the effectiveness of the passive hybrid system on the response of the isolated bridge, it is compared with the corresponding PFPI isolated bridges. The investigation showed that passive supplement damper such as VFD or non-linear FV spring damper associated with PFPI system is significantly reducing the seismic response of the benchmark highway bridge. Further, it is also observed that non-linear FV spring damper hybrid system is a more promising strategy in reducing the response of the bridge compared to the VFD associated hybrid system.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2020

원자력발전소와 같은 발전플랜트 시설의 경우 건물 자체뿐만 아니라 내부에 설치된 비구조요소의 내진안정성 또한 중요하다. 특히, 전기기기가 부착되는 캐비닛 구조물 등은 지진에 대비하여 기능적 안전성이 확보되어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 기존 발전플랜트 내부에서 운용 중인 전기기기 캐비닛 구조물의 동특성을 파악하고, 동적거동 시 발생되는 응답 수준을 분석하였다. 그리고 내진보강 방법 중 제진 방식을 적용하기 위해 강재 플레이트 댐퍼를 채택하고 대상기기의 크기에 적합하게 조정하였다. 또한, 최적의 보강방안을 도출하기 위해 부착위치에 따른 변수를 설정하고 보강 전·후의 지진동 입력에 의한 응답에 대하여 분석하는 연구를 수행하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.875-880
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• 2007

자기변성유체(magnetorheological fluid)에 관한 연구는 MR 장치의 개발, MR 장치의 수학적 모델링 및 시뮬레이션, 그리고 MR 장치를 채용한 시스템의 제어 알고리즘 개발에 관한 연구로 구분된다. 시뮬레이션을 통한 제어 알고리즘 개발을 위해서는 MR 장치의 비선형 응답을 예상하기 위한 신뢰성 높은 수학적 모델이 요구된다. 또한 MR 장치 시스템을 제어하기 위해서는 제어기에서 요구하는 댐핑력을 출력하기 위한 MR 장치의 전류(또는 전압) 입력 값이 필요하며, 이 입력값을 얻기 위해서는 역댐퍼 모델이 필요하다. 이러한 이유로 MR 장치의 모델링 및 역댐퍼 모델링은 MR 장치개발의 중요한 역할을 담당하며 이에 관한 많은 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 전단모드 회전형 MR 댐퍼의 모델링을 위해 개발된 MR 댐퍼를 이용하여 동특성 시험기를 제작하였으며, 전단모드 회전형 MR 댐퍼의 특성을 연구하기 위한 실험을 수행하였다. 시험기 시험결과를 통해 모델링에 필요한 시험 데이터들을 획득하였으며 다층신경망을 이용하여 전단모드 회전형 MR 댐퍼의 모델 및 역모델을 구하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.33-39
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• 2006

본 연구는 경주부근에서 일어난 3개의 지진 (1999년 4월 24일, 규모 3.3, 6개 관측소; 1999년 6월 2일, 규모 4.0, 14개 관측소; 1999년 9월 12일, 규모 3.2, 7개 관측소)으로부터 27개의 관측된 지반진동 자료를 이용하여 지진원 및 지진파감쇄특성 변수값을 분석하였다. 본 연구에서는 구하고자 하는 모든 값을 동시에 비선형적으로 분석하기 위해 LM (Levenberg -Marquardt) 역산방법을 적용하였고 전단파 에너지를 이용하였다. 3개지진의 평균 응력강하값은 약48-bar이고 본 연구에 이용된 모든 관측소 부지부근 지진파감쇄 ${\kappa}$값의 평균은 0.0312-sec로 분석되었다. 또한 광역 지진파감쇄값인 Qo 과 ${\eta}$값은 각각 417 및 0.83으로 분석되었다. 특히 지진파감쇄 ${\kappa}$값은 미국 동부지역 대푯값 보다 훨씬 크고 미국 서부지역 대푯값 보다 약간 작은 값을 보여주고 있어 관측소 부지증폭 특성에 대한 분석자료가 있으면 보다 의미있는 결과를 얻을 수 있다고 판단된다. 본 연구에서 분석된 지진원 및 지진파감쇄 특성 변수값들은 지배방정식의 차이 등으로 인해 기존의 연구결과와 일부 파라메타값에 있어서 다소 커다란 차이를 보여주고 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권2호통권42호
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• pp.17-27
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• 2005

점탄성감쇠기가 설치된 구조물의 통합최적설계기법 및 비용효율성 평가기법을 제시하였다. 구조부재와 점탄성감쇠기의 사용량을 설계변수로 하여, 생애주기비용을 최소화하도록 최적화문제를 정식화하였으며, 유전자알고리즘을 적용하여 최적의 설계변수를 검색하였다. 수치예제에 대한 통합최적설계 수행 결과를 통해 지반운동 특성에 따른 점탄성감쇠기의 최적배치 및 각 층 강성의 최적분포 경향을 분석하였으며, 점탄성감쇠기가 설치되지 않은 구조시스템과의 생애주기비용 비교를 통하여 비용효율성을 평가하였다. 점탄성감쇠기는 특히 중약진지역에서 높은 비용효율성을 보이는 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권3호
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• pp.303-317
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• 2019

Magneto-rheological fluid (MRF) rotatory dampers are normally used for controlling the constant rotation of machines and engines. In this research, such a device is proposed to act as variable stiffness device to alleviate the rotational oscillation existing in the many engineering applications, such as motor. Under such thought, the main purpose of this work is to characterize the nonlinear torque-angular displacement/angular velocity responses of an MRF based variable stiffness device in oscillatory motion. A rotational hysteresis model, consisting of a rotatory spring, a rotatory viscous damping element and an error function-based hysteresis element, is proposed, which is capable of describing the unique dynamical characteristics of this smart device. To estimate the optimal model parameters, a modified whale optimization algorithm (MWOA) is employed on the captured experimental data of torque, angular displacement and angular velocity under various excitation conditions. In MWOA, a nonlinear algorithm parameter updating mechanism is adopted to replace the traditional linear one, enhancing the global search ability initially and the local search ability at the later stage of the algorithm evolution. Additionally, the immune operation is introduced in the whale individual selection, improving the identification accuracy of solution. Finally, the dynamic testing results are used to validate the performance of the proposed model and the effectiveness of the proposed optimization algorithm.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권1호
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• pp.1-14
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• 2019

Control algorithms are the most important aspects in successful control of structures against earthquakes. In recent years, intelligent control methods rather than classical control methods have been more considered by researchers, due to some specific capabilities such as handling nonlinear and complex systems, adaptability, and robustness to errors and uncertainties. However, due to lack of learning ability of fuzzy controller, it is used in combination with a genetic algorithm, which in turn suffers from some problems like premature convergence around an incorrect target. Therefore in this research, the introduction and design of the Fuzzy Cooperative Coevolution (Fuzzy CoCo) controller and Adaptive Neural-Fuzzy Inference System (ANFIS) have been innovatively presented for semi-active seismic control. In this research, in order to improve the seismic behavior of structures, a semi-active control of building using Magneto Rheological (MR) damper is proposed to determine input voltage of Magneto Rheological (MR) dampers using ANFIS and Fuzzy CoCo. Genetic Algorithm (GA) is used to optimize the performance of controllers. In this paper, the design of controllers is based on the reduction of the Park-Ang damage index. In order to assess the effectiveness of the designed control system, its function is numerically studied on a 9-story benchmark building, and is compared to those of a Wavelet Neural Network (WNN), fuzzy logic controller optimized by genetic algorithm (GAFLC), Linear Quadratic Gaussian (LQG) and Clipped Optimal Control (COC) systems in terms of seismic performance. The results showed desirable performance of the ANFIS and Fuzzy CoCo controllers in considerably reducing the structure responses under different earthquakes; for instance ANFIS and Fuzzy CoCo controllers showed respectively 38 and 46% reductions in peak inter-story drift ($J_1$) compared to the LQG controller; 30 and 39% reductions in $J_1$ compared to the COC controller and 3 and 16% reductions in $J_1$ compared to the GAFLC controller. When compared to other controllers, one can conclude that Fuzzy CoCo controller performs better.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권1호
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• pp.99-104
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• 2014

본 논문에서는 탄화수소화재 조건에 따른 방화 댐퍼의 내화성능 평가에 대한 선행논문 실험체 -1(126 mm, $136^{\circ}C$)에 대하여 H-120 등급 방열성 확보가 가능한 최적의 코밍 방열 조건을 도출 하고자 노출면 코밍 방열 두께와 비 노출면 코밍 방열 길이 변화를 변수로 하여 내화실험을 수행 하였다. 내화실험 결과 실험체-2(88 mm, $171^{\circ}C$)는 H-120 방열성 허용기준을 만족하였으나, 실험체-3(50 mm, $185^{\circ}C$)은 110분에 방열성능 허용기준을 초과하는 것으로 나타나 실험체-2의 방열 조건이 실험체-1로부터 경량화가 가능한 최적의 방열 조건으로 확인 되었으며, 온도상승에 대한 비교결과 노출면 코밍 방열두께가 감소될 경우 방열재 표면온도는 격벽을 통한 전도열에 의한 영향 크며, 코밍 표면온도는 블레이드와 노출면 코밍으로부터 방사되는 복사열에 의한 영향이 큰 것으로 판단된다.