• 센서학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.273-278
• /
• 2021

Here, we studied the change in the mechanical stiffness of a diaphragm according to the corrugation pattern. The diaphragm consists of a silicon oxide and nitride double layer; a corrugation pattern was formed by dry etching, and the diaphragm was released by wet etching. The fabrication of the thin film was verified using focused ion beam and scanning electron microscopy images. The mechanical stiffness of the diaphragm was obtained by measuring the surface vibration using a laser Doppler vibrometer while applying external sound pressure. Flat squares, diaphragms with square corrugations, and circular corrugation patterns were measured and compared. The stiffness of the diaphragm with a corrugation structure was found to be smaller than that without a corrugation structure; in particular, circular corrugation showed a better effect because of the high symmetry. Furthermore, the effect of corrugation was theoretically predicted. The proposed corrugated diaphragm showed comparable flexibility with the state-of-the-art MEMS microphone diaphragm.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제76권5호
• /
• pp.619-629
• /
• 2020

In current study, surface/interface effects for pull-in voltage and viscous fluid velocity effects on dimensionless natural frequency (DNF) of fluid-conveying piezoelectric nanosensor (FCPENS) subjected to direct electrostatic voltage DC with nonlinear excitation, harmonic force and also viscoelastic foundation (visco-pasternak medium and structural damping) are investigated using Gurtin-Murdoch surface/interface (GMSIT) theory. For this analysis, Hamilton's principles, the assumed mode method combined with Lagrange-Euler's are used for the governing equations and boundary conditions. The effects of surface/interface parameters of FCPENS such as Lame's constants (λI,S, μI,S), residual stress (τ0I,S), piezoelectric constants (e31psk,e32psk) and mass density (ρI,S) are considered for analysis of dimensionless natural frequency respect to viscous fluid velocity u̅f and pull-in voltage V̅DC.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제30권3호
• /
• pp.116-126
• /
• 1993

대형구조계의 진동해석에 효율적인 방법으로 알려진 부분구조 진동형 합성방법을 방법론적 관점에서 분류하면 부분구조계간의 연결부 경계조건을 어떻게 가정하는가에 따라 구속모드방법, 불구속 모드방법 및 혼합방법으로 대별할 수 있다. 이 방법들 중에서 불구속 모드방법이 보다 효율적이고 또 특정 부분구조의 실험결과 이용이 용이한 장점이 있으나 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 대형 구조계의 진동해석에 효율적이면서 정확도 높은 결과를 얻을 수 있는 불구속 모드방법을 정식화하였다. 불구속 모드방법의 정확도 향상 방안으로서 모드합성시 배제된 고차진동형의 영향을 잉여강성과 더불어 잉여관성 효과도 고려하여 보상하였고, 또 주파수이동기법을 도입하므로써 주관심 주파수 부근에서 더욱 정확도가 높은 결과를 얻을 수 있도록 함과 동시에 부분구조계가 semi-definite system일 경우 특이매트릭스를 처리해야 하는 문제점도 해결하였다. 상기방법의 정확도 및 계산효율성은 선체 2차원 단순화 모델을 포함한 일련의 유한요소모델에 대해 검증되었다. 상기방법에 의한 계산결과는 정확도에 있어서 진동형 합성에 이용된 부분구조계의 최고차 진동수 이하에서는 전체계를 직접 유한요소해석한 경우와 대등하고, 구속모드방법보다 효율적이면서 정확도가 더 높은 결과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.57-63
• /
• 2004

본 연구에서는 저압용 누전차단기 접속단자에서의 접촉압력에 따른 발열특성을 조사하고 차단기 단자와 전선에 접촉 불량이 발생했을 때의 전압, 전류파형과 산화물 증식 등을 분석하였다. 차단기 단자와 전선에 접촉압력이 가해지지 않았을 때는 접촉저항증가로 열이 발생하고 금속표면에 산화 막이 형성되었다. 이때 단자 외부 절연물의 온도는 접촉 불량에 의해 급격하게 상승하며 단자내부에서 미세한 불꽃과 연속적인 방전음이 발생하였다. 단자내부도체와 접속전선 접촉면에서 기계적 진동에 의한 접촉 불량이 발생했을 때, 접촉면에서 산화물이 증식되고 발열온도는 869℃이상으로 상승하여 전기재해의 위험이 높음을 알 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.278-285
• /
• 2013

콘크리트궤도가 도입됨에 따라 토공노반에서의 잔류침하 억제가 중요한 사안으로 대두되고 있다. 파일슬래브구조는 침하억제공법으로서 슬래브는 성토하중을 분산하고 파일은 분산된 하중을 지지층까지 직접 전달시켜 충분히 지지력을 확보하여 침하를 방지한다. 철도노반에 적용시 하중전달특성은 매우 우수하지만, 주행하중에 대한 진동전달 및 상호작용에 대한 특성이 규명되지 않았다. 구조적 특성상 이동하는 열차하중에 의해 발생한 진동은 슬래브를 반사층으로 하여 상부성토체 내에서 다중반사되어 전파할 가능성이 있는데 이는 열차의 주행안정성과 승차감에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 파일슬래브가 설치된 철도노반에서 열차 주행에 의해 발생되는 진동에너지의 전파특성을 평가하기 위하여 인공적인 충격하중과 고속열차의 실측하중을 사용하여 노반구조별 진동전파특성을 시간영역 및 주파수 영역에서 해석하였다. 검토 결과, 파일슬래브 구조에서의 진동 반사효과를 확인하였으며, 적정 성토고가 확보되는 경우에는 진동에 안정적이지만 성토고가 낮은 경우에는 저주파 영역의 진동에너지가 증가하는 것으로 나타났다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2024

선행연구에서는 위성체의 고기동 시 전개형 태양전지판으로부터 발생하는 잔여진동을 저감시키기 위해 초탄성 형상기억합금 (Shape Memory Alloy, SMA)을 적용한 적층형 태양전지판 요크를 제안하였다. 요크에는 SMA 양면에 구속층을 적층시키기 위해 점탄성 테이프가 적용되며, 점탄성 테이프는 온도 의존성이 높아 온도에 따라 댐핑 특성 변화로 요크의 진동저감 성능에 직접적인 영향을 미친다. 이에 따라, 온도별 요크의 댐핑 성능을 확인하기 위해 다양한 온도조건에서 자유감쇠시험을 수행하여 댐핑 성능이 가장 극대화되는 온도 구간을 식별하였다. 본 논문에서는 상기 온도시험 결과를 토대로, 요크가 궤도 열환경에 노출되더라도 효과적인 댐핑 성능을 유지할 수 있도록 궤도 열해석을 통해 요크의 열적 거동 및 온도를 예측하였으며, 요크가 최적의 진동저감 성능을 낼 수 있도록 열 설계안 도출 방안에 관해 기술하였다.

• 벤처창업연구
• /
• 제7권2호
• /
• pp.101-111
• /
• 2012

ALC(Autoclaved lightweight concrete) 제조공정 중에서 예비양생이 완료된 반 경화제품(cake)인 상태에서 탈형을 실시할 때 적절한 탈형 시기가 지난 후에 탈형을 하게 되면 보습력이 떨어지고 절단 시 피아노선이 절단되어 제품에 균열이 발생할 우려가 있다. 이에 본 연구에서는 탈형 시기의 관리기준이 되는 경도(hardness)에 관한 예측을 하기 위해 관련된 변수들 간에 상호관련성을 찾고자 다중회귀분석(multiple regression analysis)을 이용한 연구를 진행하였다. ALC 제조공정의 V/T(Vibration Time)대기, V/T동작, 발포 높이, 경화시간, 타설 온도, Rising, C/S비의 독립변수(Independent variables)들이 종속변수(Dependent variables)인 경도(hardness)에 어떠한 관련성이 있는지를 다중 회귀분석을 이용한 연구를 진행하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제11권6호
• /
• pp.923-934
• /
• 1987

본 연구에서는 유연한 로봇 조각기를 허브가 있는 첨단질량이 부착된 유연한 외팔보로 모델링하고 Hamilton의 원리에 의하여 유도된 운동방정식을 Galerkin의 모우 드 합 방접을 이용하여 유한차원화하여 상태방정식으로 표시하였다. 계를 제어 모우 드부(controlled mode part)와 잔류 모우드부(residual mode part)로 나누어 제어 모 우드부에 대해 최적제어 이론을 도입하여 귀환계수(feedback ccefficient)를 구하였으 며 측정이 불가능한 상태변수(inaccessible state)를 근사적으로 추정하기 위하여 Lu- enberger 관측기가 사용되었다.2차 성능계수(quadratic performance index)내의 입 력에 대한 가중치의 변화에 따른 제어효과 및 계의 여러 모우드중 중요 모우드만 제어 하는 제어기를 사용함에 따른 Spillover 효과가 계의 제어효과에 미치는 영향을 시뮬 레이션을 통하여 고찰하였으며, 또한 실험을 통하여 이론의 타당성을 검토하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제28권5호
• /
• pp.525-548
• /
• 2008

This article deals the theory for solving an inverse problem of plate structures using the frequency-domain information instead of classical time-domain delays or free vibration eigenmodes or eigenvalues. A reduced set of output parameters characterizing the defect is used as a regularization technique to drastically overcome noise problems that appear in imaging techniques. A deconvolution scheme from an undamaged specimen overrides uncertainties about the input signal and other coherent noises. This approach provides the advantage that it is not necessary to visually identify the portion of the signal that contains the information about the defect. The theoretical model for Quantitative nondestructive evaluation, the relationship between the real and ideal models, the finite element method (FEM) for the forward problem, and inverse procedure for detecting the defects are developed. The theoretical formulation is experimentally verified using dynamic responses of a steel plate under impact loading at several points. The signal synthesized by FEM, the residual, and its components are analyzed for different choices of time window. The noise effects are taken into account in the inversion strategy by designing a filter for the cost functional to be minimized. The technique is focused toward a exible and rapid inspection of large areas, by recovering the position of the defect by means of a single accelerometer, overriding experimental calibration, and using a reduced number of impact events.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제21권1호
• /
• pp.65-74
• /
• 2018

In this article, an analytic non-classical model for the free vibrations of nanobeams accounting for surface stress effects is developed. The classical continuum mechanics fails to capture the surface energy effects and hence is not directly applicable at nanoscale. A general beam model based on Gurtin-Murdoch continuum surface elasticity theory is developed for the analysis of thin and thick beams. Thus, surface energy has a significant effect on the response of nanoscale structures, and is associated with their size-dependent behavior. To check the validity of the present analytic solution, the numerical results are compared with those obtained in the scientific literature. The influences of beam thickness, surface density, surface residual stress and surface elastic constants on the natural frequencies of nanobeams are also investigated. It is indicated that the effect of surface stress on the vibrational response of a nanobeam is dependent on its aspect ratio and thickness.