한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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pp.125-130
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2001
It is well known that many real systems have asymmetric mass, damping and stiffness matrices. In this case, the method for calculating eigenpair sensitivity is different from that of symmetric system. To determine the derivatives of the eigenpairs in asymmetric damped case, a modal method was recently developed by Adhikari. When a dynamic system has many degrees of freedom, only a few lower modes are available, and because the higher modes should be truncated to use the modal method, the errors may become significant. In this paper a procedure for determining the sensitivities of the eigenpairs of asymmetric damped system using a few lowest set of modes is proposed. Numerical examples show that proposed method achieves better calculating efficiency and highly accurate results when a few modes are used.
Iosipescu Beam은 혼합 모드의 파괴 거동에 관하여 자주 이용되고 있는 보 중에 하나이다. 이 연구의 주요 목적은 Iosipescu 보의 모드 II 파괴계수(SIF)를 수치적 실험을 통하여 결정하는데 있다. 이 특별한 연구의 목적에 맞게 강도계수를 구하기 위하여 강성도법이 유도되고, 다양한 종류의 Iosipescu 보의 분석이 이루어진다. 수치적 실험을 위해 요구되어지는 정해를 얻기 위한 기술이 논의된다. 또한 이 수치 실험을 위하여 필요로 되어지는 Mesh의 기준과 요구되어지는 정해도를 위한 수렴 테스트를 실시한다. 약 500 개의 데이터 세트가 분석되어 결과가 이용하기 쉬운 약산식으로 유도되었다.
It is well known that many real systems have asymmetric mass, damping and stiffness matrices. In this case, the method for calculating eigenpair sensitivity is different from that of symmetric system. To determine the derivatives of the eigenpairs in asymmetric damped case, a modal method was recently developed by Adhikari. When a dynamic system has many degrees of freedom only a few lower modes are available, and because the higher modes should be truncated to use the modal method, the errors may become significant. In this paper a procedure for determining the sensitivities of the eigenpairs of asymmetric damped system using a few lowest set of modes is proposed. Numerical examples show that proposed method achieves better calculating efficiency and highly accurate results when a few modes are used.
본 연구에서는 실용성을 중시하는 산업계의 요구에 부응하여 해석이 용이하면 서도 강인성을 갖춘 제어 알고리즘을 제안하여 실시간 제어가 가능한 시스템을 구축해 실험적으로 검토하였다. 매니퓰레이터와 서보계의 다이내믹스를 나타내는 미분방정 식은 선형요소와 비선형요소의 합으로 생각할 수 있다. 여기서 매니퓰레이터의 비선 형요소를 외란으로 간주해 슬라이딩 모드를 적용하므로 매니퓰레이터의 자유도가 높아 도 비교적 간단히 슬라이딩 모드의 존재 조건식으로 부터 절환 파라미터가 구해져 슬 라이딩 모드를 발생시킬 수 있는 알고리즘을 도출할 수가 있음을 보였다. 비선형요 소를 외란으로 간주하였을때 로보트 매니퓰레이터가 슬라이딩 모드에 들어갈 수 있도 록 외란에 대응하는 절환 제어입력을 종래의 방식대로 부가하면 이 제어입력으로 인해 채터링(chattering)이 증가하게 됨이 확인되었으며, 이러한 채터링을 줄일 수 있도록 새로운 절환 제어입력의 알고리즘을 도출하여 검토하였다.
본 논문에서는 초고출력용 X-band 협대역 안테나 시스템으로부터 초고출력 에너지를 최대 지향성으로 방사할 수 있도록 확장된 원형 도파관의 입력 $TM_{01}$ 모드를 출력 $TE_{11}$ 모드로 직접 변환하는 장치를 설계하고 그특성을 고찰하였다. 제안된 모드 변환기는 1차 미분 커플링 방정식으로부터 $TM_{01}$와 $TE_{11}$ 모드 사이에 최대 커플링 효과를 갖도록 non-constant serpentine 형태의 비선형 함수에 대한 근사 설계법을 제안하고, X-band 10 GHz의 동작 주파수에서 200 mm의 전체 길이와 95% 이상의 변환 효율 특성을 갖도록 구현되었으며, 기존의 $TM_{01}-TE_{11}$ 직접 모드 변환기와 비교, 분석을 통해 소형, 고효율의 특성을 확인하였다.
본 논문에서는 기하학적 초기결함을 갖는 원통형 쉘이 축방향 압축하중을 받는 경우의 탄성좌굴 신뢰성 해석을 수행하였다. 이를 위하여 Donnell형의 비선형 편미분 방정식으로부터 Galerkin근사법을 사용하여 좌굴모드간의 연성효과를 고려한 불완전한 원통형 쉘의 좌굴하중을 구할 수 있는 다중모드 해석기법을 정식화하였다. 이때 기하학적 초기결함은 축대칭 및 비 축대칭 좌굴모드 형태의 이중급수로 가정하고, 각 급수의 계수는 결합정규분포특성을 갖는 확률변수로 취급하였다. 신뢰성 해석방법으로는 Monte Carlo기법을 사용하였고 초기결함의 통계적 특성의 변화에 따른 좌굴신뢰도의 변화 특성을 살펴보고 실제 경우에 적용하여 그 결과를 검토하였다.
본 논문은 GNSS 데이터를 이용한 사장교의 고유진동수와 모드형상 추출을 다루고 있다. 서해대교 사장교에 설치된 6개의 GNSS 측정점으로부터 응답신호를 얻어 동특성 분석에 사용하였다. 측정된 GNSS 신호에 대해 정규화 과정과 버터워스 필터를 사용하여 관심영역의 신호를 분리한 뒤, 이중 미분을 수행하여 가속도 데이터로 변환하였다. 변환된 가속도에 대한 FFT 분석을 통해 5개의 고유진동수를 추출하였으며, 이를 기존 연구결과와 비교 검증하였다. 또한 TDD기법을 이용하여 GNSS 데이터로부터 교량의 모드형상까지 추출할 수 있었다.
본 연구에서는 테이퍼 보에 대한 미분방정식의 일반해에 캔틸레버 보의 경계조건을 적용하여 모드특성을 추정한다. 또한, 휨을 받는 테이퍼 원형강관 캔틸레버 보에 발생하는 관통균열을 모델링하기 위하여 에너지 방법을 이용하여 균열보에 대한 보 길이방향 휨강성을 구한 후 이를 이용하여 테이퍼 원형강관 캔틸레버 균열보에 대한 고유주파수와 모드형상을 추정한다. 보 길이에 따른 균열보의 휨강성 변화는 기존 연구에서 밝혀진 현상과 유사하게 합리적인 양상을 보였으며, 유도한 휨강성을 적용하여 산정한 균열보의 고유주파수는 균열 크기가 증가할수록 감소함을 확인하였고, 모드형상은 균열발생에 의해 변화함을 알 수 있었다. 연구결과는 향후 테이퍼 원형강관 캔틸레버 보 형태의 타워 구조물에 대한 진동기반 균열탐지에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 직선변이 단순지지, 원호변이 단순지지 및 고정지지 조건을 갖는 원통 panel을 해석하는 방법을 제시하였고 진동 및 좌굴에 관한 특성을 규명한 것이다. 초기응력을 받는 원통 panel을 지배하는 미분방정식은 Love-Timoshenko의 기초식을 이용하여 유도하였으며 이 미분방정식을 Galerkin 해석법을 이용하여 수치해석 하였다. 특히 고정 지지조건을 갖는 panel에 대해서는 시행함수로서 삼각함수로 구성되는 경우와 쌍곡선함수로 된 보의 고유함수로 구성되는 경우에 대하여 각각 해석하였으며 이들 시행함수가 수치해에 미치는 영향을 검토하였다. 수치해석의 결과로 곡률 parameter와 고유 진동수 및 임계 좌굴계수와의 관계를 검토하였다. 또한 진동 및 좌굴 모드를 도시하였다.
본 논문에서는 3단형 발사체의 TVC 자세제어설계 및 벤딩필터 설계 결과를 제시하였다. TVC 자세제어기로 사용된 비례미분 제어기의 이득을 안정성 여유 조건을 토대로 제어루프의 고유주파수의 함수 형태로 결정되도록 하였으며, 유연모드 안정화를 위한 벤딩필터의 계수는 파라미터 최적화 기법을 이용해서 주어진 안정성 구속조건을 만족시키도록 결정하였다. 설계된 TVC 제어기와 벤딩필터의 타당성 및 성능에 대한 최종적인 분석은 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통하여 수행되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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