• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.39-45
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• 2015

지능형 센서 기반의 구조 건전성 감시를 통해 안전성을 확보하기 위한 연구는 우주항공을 비롯하여 기계/토목 구조물, 수송 기계 분야로 확대되었다. 특히, 실시간으로 운용되는 구조물은 사고로 인한 재산 및 인명 피해를 예방하기 위해 여러 스마트 센서 기반의 구조 건전성 감시 기술이 요구되는 결과로 이어졌다. 한편, 상용화되어 있는 대부분의 센서는 전자기 기반의 센서로써 전자기 간섭 및 부식과 같은 적용성의 제한과 환경적 요인에 취약할 수 있다. 따라서, 전자기 기반 센서의 단점을 보완하기 위한 신개념 센서로 광섬유 센서가 최근 각광을 받고 있다. 하지만, 광섬유 센서를 이용한 실제 구조물의 감시를 위해서는 고가 장비와 시스템이 요구되어 어려움이 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 한 가닥의 광섬유를 이용하여 여러 지점에서 발생할 수 있는 충격을 검출하는 센서 시스템을 제안하였다. 이를 위해, 광섬유 굽힘 손실 현상을 이용하여 같은 충격에 대해 위치별 광 강도의 변화량 차이가 존재하도록 센서부의 모듈을 제작하였다. 그리고, 광 강도 변화에 영향을 미치는 변수들을 이용하여 실험 설계를 하였으며, 충격 위치 검출이 가능함을 실험적으로 검증하였다.

• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.415-422
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• 2004

교량과 각종 건물을 비롯한 대형 토목 구조물에서 발생하는 수 mm의 변위를 한 개의 광섬유로 간편하게 측정하기 위하여 광커넥터에서 반사가 굽힘 손실에 의하여 변하는 현상을 이용한 새로운 다중화된 광섬유 변위센서를 제안하고 실험하였다. 한 쌍의 광커넥터 양끝에서 반사광의 신호차이가 두 광커넥터 사이에서 발생한 굽힘 변위에 의해서 달라지는 것을 Optical Time Domain Reflectometer로 측정하여 선형으로 그 변화가 측정되는 변위센서를 만들고, 이 센서 4개를 직렬형으로 배열하여 여러 지점의 변위를 동사에 측정이 가능한 다중화 센서 시스템을 구성하고 실험하였다. 그 결과 이 변위센서를 이용하면 4개 지점에서 각각 최대 6 mm까지의 변위를 6%의 오차범위 내에서 0.9942의 선형성을 가지고 변위를 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.323-330
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• 2008

소구경 배관 소켓 용접부의 고주기 피로특성윽 평가하고 피로 균열의 발생을 음향방출법을 이용하여 실시간 모니터링 하였다. 스테인리스 316L강 시험편은 가스텅스텐아크용접 공정으로 루트부에 결함이 없는 시험편과 용입불량 결함이 있는 시험편으로 준비하였다. 피로파단은 고응력 일때는 토우부, 상대적으로 저응력일 때는 루트부에서 일어났다. 피로시험동안 음향방출 카운트가 급격히 증가하는 시점을 균열의 발생 싸이클 ($N_i$)로 정의하였고 방사선투과법과 전자현미경을 이용하여 피로균열 생성 싸이클 전과 후에서 균열을 확인하였다. 소켓용접배관의 굽힘피로 손상 진단 및 감시를 위해 균열의 존재와 파괴모드 그리고 균열의 발생 싸이클에 관한 연구를 수행하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권8호
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• pp.735-741
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• 2015

Piezoelectric materials are well-utilized for transforming mechanical vibrations into electrical energy that can be stored and used to power a diversity of devices. In this work, these materials have been studied to improve the efficiency of a piezoelectric system, whereby the shape and vibration mode of a piezoelectric module was changed. The basic shape of the piezoelectric module used in this work comprises a width of 10 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 0.2 mm. The structural design of the piezoelectric module is optimized using a Taguchi method to increase the corresponding electrical-energy generation. The maximum terminal voltage was defined as a characteristic value to evaluate the optimal design parameters. Through this work, we propose an optimal structure with an eccentric and centric mass; furthermore, the voltage increase of approximately 26% was obtained by comparing a general plate-vibrating piezosystem with an optimal plate-vibrating piezosystem.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.942-947
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• 2001

This paper provides a stability analysis of the transverse vibration of a spinning disk under the torque fluctuation from a permanent magnetic motor. An analytical model has been formulated for a flexible annular disk with its spinning velocity varying harmonically with the same frequency as the cogging torque. A perturbation method based on multiple time scales is applied to perform the stability analysis. Based on expressions for the amplitude and frequency of the parametric excitation, stability boundaries are determined in terms of a nominal spindle velocity, the least common multiple of poles and slots, the magnitude of torque fluctuation and the modal characteristics of. the disk. The stability diagrams predicted by perturbation have been verified numerically using the Floquet theory, which is in good agreement. In conclusion, the fluctuation in spinning velocity is found to affect the stability of the transverse vibration of a rotating disks. The results of this work can be applied to high precision spindle systems such as computer storage systems.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권8호
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• pp.870-879
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• 2007

In this study, various damage modes in bending unimorph piezoelectric composite actuators with a thin sandwiched PZT plate during bending fracture tests have been evaluated by monitoring acoustic emission (AE) signals in terms of waveform and peak frequency as well as AE parameters. Three kinds of actuator specimens consisting of woven fabric fiber skin layers and a PZT ceramic core layer are loaded with a roller and an AE activity from the specimen is monitored during the entire loading using an AE transducer mounted on the specimen. AE characteristics from a monolithic PZT ceramic with a thickness of $250{\mu}m$ are examined first in order to distinguish different AE signals from various possible damage modes in piezoelectric composite actuators. Post-failure observations and stress analyses in the respective layers of the specimens are conducted to identify particular features in the acoustic emission signal that correspond to specific types of damage modes. As a result, the signal classification based on waveform and peak frequency analyses successfully describes the failure process of the bending piezoelectric composite actuator exhibiting diverse failure mechanisms. Furthermore, it is elucidated that when the PZT ceramic embedded actuators are loaded mechanical bending loads, the failure process of actuator specimens with different lay-up configurations is almost same irrespective of their lay-up configurations.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.148-156
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• 2001

Brake judder, one of low Sequency vibrations in brake system is determined by the excitation of Brake Torque Variation (BTV). The largest contributor to BTV is disc thickness variation. In this study, the static loads of brake torque at Suspension Mounting Points (SW) are obtained by the quasi-static analysis using DADS. The dynamic loads with frequency of BTV at SW are derived from correlation between forced vibration analysis with static loads and brake test results. And the accelerations at steering wheel were analyzed by forced vibration analysis with dynamic loads using commercial finite element program MSC/NASTRAN so that vibration characteristics of vehicle due to brake judder were investigated. Reliability of analysis results was verified through comparing the brake test results. Also, a parametric study with natural frequencies of frame, such as the 1st torsional mode and 1st bending mode, was conducted to reduce vibration amplitudes. As a result we could detect frame natural frequency conditions to improve vibration characteristics and obtained the frame model to reduce vibration amplitude.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.789-798
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• 1991

본 연구에서는 원통형 구조물의 진동해석을 위하여 통계에너지 분석방식(st- atistical energy analysis:SEA)이 사용되었다. SEA는 4개의 물리적 변수인 구조물 질량(Mi), 주파수대역에 존재하는 고유진동수(Ni), 내부손실계수(internal loss fact- or) 및 상호손실계수(coupling loss factor)를 이용하여 구조물의 진동수준과 구조물 상호간의 에너지 교환을 해석하는 방법으로서 비록 넓은 주파수 범위에 걸쳐 정확한 진동예측을 하기에는 어느정도 오차가 예상되는 단점이 있으나 진동해석이 용이하고 복잡한 계산을 필요로 하지 않기 때문에 대형구조물의 진동해석에 많이 사용되고 있 는 기법이다. 따라서 연구의 대상인 원통형 구조물의 고유진동수를 예측하기 위하여 일차적으로 반경에 의한 곡률영향을 배제시킨 평판에 대한 분석이 시도되었다. 이와 함께 주어진 주파수 대역에 걸쳐 평판및 원통형 구조물의 고유진동수의 차이를 비교하 였다.그결과로부터 원통형 구조물에 대한 고유진동수 계산식을 평판구조물의 굽힘 강성과 곡률반경으로 야기되는 표면응력에 의한 함수로 표현하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.127-133
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• 2005

Rotary swaging is one of the incremental forming process which is a chipless process using the reduction of cross-sections of bars, tubes and wires. The TDS(Tube Drive Shaft) of monobloc used in automotive has been developed by the rotary swaging process. The mechanical characteristics of swaged parts such as the hardness, thickness and roughness are also estimated to conduct experimental analyses of rotary swaging process with the materials of 34Mn5 Furthermore the change in the vibration mode of TDS due to design parameters, which are the tube length, diameter and thickness, has been investigated and analysed. The weight of the TDS product is smaller by about $12.8\%$ than that of SDS with the same performance. It could be evidently found that the TDS is designed to be much lighter than SDS (Solid Drive Shaft). This advantage might give some possibility to improve the NVH (Noise-Vibration-Harshness) characteristics. A maximum torque and a total number of torsional repetitions for the TDS is checked and measured to know the torsional intensity and fatigue strength through the static torsion test and torsional durability test, respectively. A total number of the torsional repetitions up to the fracture for the TDS is greater than 250,000 times.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.590-596
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• 2009

본 연구에서는 탄소, 유리, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 섬유로 제작된 원형튜브를 이용하여 각 소재별 에너지 흡수특성과 파손메커니즘을 규명하였다. 이를 위해 각 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험결과 탄소섬유 튜브가 가장 에너지 흡수특성이 우수했으며 탄소-케블라 하이브리드 섬유 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수율을 보였다. 또한, 각 소재별 에너지 흡수메커니즘을 분석한 결과 탄소 및 유리섬유튜브는 취성파괴 모드로 압축되었다. 또한, 케블라 섬유 튜브는 국부좌굴에 의한 접힘모드가 지배적이고, 탄소와 케블라 하이브리드 섬유 튜브의 경우 단층굽힘과 국부좌굴모드가 혼합되어 나타났다.