• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.1-7
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• 2022

최근 인공위성 임무 고도화에 따라 고성능의 전장품이 탑재되어 시스템 소요전력이 증가되고 있다. 이에 따라 충분한 전력확보를 위하여 태양전지판 크기 또한 점차 증가하고 있다. 태양전지판의 크기 증가 및 중량화는 위성체 자세 기동 시 발생하는 진동과의 커플링 등에 의해 태양전지판 탄성 진동의 크기 증가를 유발한다. 상기 진동은 힌지 및 요크를 통해 위성체에 전달되어 지향성능이 요구되는 고정밀 관측위성의 지향성능과 직결되어 고해상도 영상 획득 임무 성능을 저하시킨다. 종래에는 태양전지판의 탄성 진동을 저감시키고자 고강도 설계에 집중 또는 별도의 보강재 및 댐퍼 시스템을 적용하였다. 그러나, 이는 부피 및 무게를 증가시키며 시스템 복잡성이 증가하는 한계점이 존재한다. 본 연구에서는 상기 한계점을 극복하고자 초탄성 형상기억합금(SMA: Shape Memory Alloy) 양면에 점탄성 테이프로 박막층을 적층함으로써 댐핑 특성을 극대화하였으며, 별도 시스템 적용없이 작은 부피 및 무게로 진동을 저감하여 시스템 경량화에 기여할 수 있는 설계기법을 제안하였다. 제안한 초탄성 SMA 적층형 태양전지판 요크를 태양전지판 더미에 적용시켜 자유감쇠시험 및 온도시험을 통해 설계 유효성을 입증하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.27-33
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• 2003

본 논문에서는 측정된 가속도신호만을 사용하여 변위응답을 추정하는 시간영역과 주파수영역에서의 동적 응답변환 알고리즘을 제시하였다. 본 알고리즘에서 사용되는 변환변위응답은 속도와 변위성분의 초기조건에 대한 정보 없이 측정된 가속도신호의 적분에 의하여 계산되며 실제 변위응답과 상관관계를 갖는다. 이에 측정된 구조물의 동적응답이 무재하부분과 자유진동부분을 포함하고 있을 때 변환응답을 보정하여 초기치 문제를 해결할 수 방법을 제시함으로써 가속도신호만을 사용하여 실제 변위응답을 추정할 수 있도록 하였다. 제시된 응답변환 알고리즘의 타당성을 평가하기위해 실교량에 대한 현장시험자료를 적용하여 변위응답을 추정하고 실측된 동적 변위와 비교하였다. 또한, 주파수영역에서의 응답변환에서 적분구간을 상이하게 사용함으로써 동적성분과 정적성분으로 분리된 추정응답을 평가할 수 있었으며 이에 따른 충격계수의 계산은 신뢰성 있는 평가방법임을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권3호
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• pp.218-224
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• 2011

동적구조의 손상탐지에 적용되는 모드법에서 측정오차가 계산과정의 수렴특성에 미치는 영향을 조사하였다. 구조요소의 손상과 같은 구조적 변화가 발생하면 응답특성도 변화되므로, 고유진동수 또는 고유벡터의 변화를 측정하면 구조적 변화를 밝혀낼 수 있다. 시험을 통하여 얻은 측정자료가 정확한 경우 수학적 프로그래밍은 우수한 수렴특성을 보여주고 있다. 그러나 실제 측정치는 오차를 포함하며, 고유치문제의 수치적 불안정성 때문에 작은 수치오차는 실제와 전혀 다른 계산결과를 초래할 수 있다. 그러므로 응답특성은 일정한 범위 안에서 스스로 평형상태를 찾아갈 수 있도록 허용되어야 한다. 유한요소모델에 포함되는 모든 자유도에 측정센서를 부착할 수 없으므로, 가장 효과적인 소수의 자유도를 선정하여 측정자료를 얻을 수 있으며 측정된 자유도에 대한 평형방정식을 적용한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.843-850
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• 2010

콘크리트의 동탄성계수는 KS F 2437에 규정된 바와 같이 탄성파 비파괴시험인 충격반향기법에 따라 측정할 수 있다. 자유단 경계조건에서의 콘크리트 공시체에 대한 종방향 고유진동수를 웨이블릿 변환이론을 적용하여 평가하였다. 웨이블릿 변환은 순수한 스펙트럼 해석뿐만 아니라 시간영역에서의 분해신호를 추출하는데 있어 시간-주파수 공간에서의 실제 신호형상을 제공하는 장점을 갖고 있다. 이 실험에 적용된 배합비를 갖는 콘크리트의 경우에 동탄성계수와 정탄성계수의 평가 결과가 큰 차이를 나타내지 않아 일반적으로 알려져 있는 정도는 아닌 것으로 판단된다. 충격반향기법에서 결정된 동탄성계수와 정적시험에서 결정된 정탄성계수는 변형률 정도를 고려하여 비교하면 비교적 서로 잘 일치하며 이 실험에서의 동탄성계수는 평균변형률 $1.04{\times}10^{-4}$에서의 접선탄성계수와 같은 것으로 평가되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.441-447
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• 2002

KSR-III(Korea Sounding Rocket - III), which is being developed by Space Technology R&D Division of KARI(Korea Aerospace Research Institute) will be launched in late 2002. It is a three-stage, liquid propellant rocket which can reach 250 km altitude and will carry out observation of ozone layer and scientific experiments, such as microgravity experiment, and atmospheric measurement. KSR-III is believed to be an intermediate to the launch vehicle capable of carrying a satellite to its orbit. Space Test Department of KARI performed GVT(Ground Vibration Test) fer KSR-III EM at Rocket Test Building of KARI. GVT is very important for predicting the behavior of rocket in its operation, developing flight control program and performing aerodynamic analysis. This paper gives an introduction of rocket GVT configuration and information on test procedures, techniques and results of It. In this test. to simulate free-free condition, test object hung in the air laterally by 4 bungee cords specially devised. For the excitation of test object, pure random signal by two electromagnetic shakers was used and total 22 frequency response functions were achieved. Polyreference parameter estimation was performed to identify the modal parameters with MIMO(Multi-Input-Multi-Output) method. As the result of the test, low frequency mode shapes and modal parameters below 60Hz were identified

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.383-390
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• 2020

다양한 산업분야에서 전자기판과 전장품의 기계적 체결을 위해 적용되는 웨지락(Wedge Lock)은 우주용 전장품에서도 장·탈착 용이성, 발사진동저감 효과 때문에 폭넓게 적용되고 있다. 그러나 기판의 가장자리에만 제한적으로 구속 가능한 장착 조건 때문에 기판의 크기가 증가할수록 극심한 발사환경에서의 굽힘거동에 의한 전자소자 솔더부의 피로수명 보장에 한계가 존재한다. 종래에는 상기 굽힘거동 최소화를 위해 기판에 별도의 보강재를 적용하였으나, 이는 전장품의 무게 및 부피증가가 불가피하다. 본 연구에서는 상기 한계점을 극복하고자, FR-4 재질의 박판을 기판의 배면부에 다층으로 적층하고, 각 층간에 점탄성 테이프를 적용하여 발사환경에서 소자의 피로수명 확보에 유리한 고댐핑 적층형 전자기판을 제안하였다. 본 적층형 기판의 설계 유효성 검증을 위해 상이한 온도조건에 따른 자유감쇠시험 및 인증 수준의 발사진동시험을 수행하였으며, 시험 결과에 기반한 고집적화 소자의 피로수명을 예측하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.86-94
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• 2021

PCB 기반 전개형 태양전지판은 경량화 및 전기적 연결의 용이성으로 주로 큐브위성에 사용되나, 태양전지판의 면적이 증가할수록 발사환경에서 유발되는 굽힘거동이 증가하기 때문에 태양전지셀의 구조건전성 보장에 한계가 있다. 종래에는 태양전지판의 강성증가를 통해 굽힘거동을 최소화하고자 알루미늄 및 복합재 기반의 보강재를 또는 태양전지판을 적용하였지만, 태양전지판의 부피 및 무게 증가로 제한적인 설계요구조건을 가진 태양전지판의 단점으로 작용한다. 본 연구에서는 점탄성 테이프로 다층 박판을 적층하여 고댐핑 특성 구현이 가능한 6U 규격의 고댐핑 적층형 태양전지판을 제안하였다. 제안된 태양전지판의 기본특성파악을 위해 자유감쇠시험을 수행하였으며, 인증수준의 발사진동시험을 통해 설계유효성을 입증하였다. 또한, 시험결과를 토대로 일반 PCB 태양전지판과 고댐핑 적층형 태양전지판의 진동특성을 예측하고 비교분석을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.761-771
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• 2008

열차운행주파수가 철도교의 고유진동수와 일치하면, 철도교의 공진은 피할 수 없다. 또한, 열차가 교량을 매우 빠르게 통과하면, 계측 가능한 시간응답의 샘플 수는 매우 적다. 본 논문은 그러한 경우에 대하여 철도 교량의 동특성을 매우 효과적으로 추출할 수 있는 TDD기법과 SI기법을 소개한다. 열차통과 직후에 교량의 자유진동 시간응답구간의 상호상관을 이용하여 모드형상은 TDD기법으로 추출하고, 고유진동수 및 감쇠비 등의 시간변수들은 SI기법으로 추출한다. 경부고속철도 시스템에 위치한 2경간 강합성교량의 동특성 추출실험을 통하여 TDD기법과 SI기법의 현장 적용성이 검토되었다. 동특성 추정결과는 기존의 ERADC기법의 결과와 비교 검토되었다. 추정결과는 기존의 방법을 이용하여 획득된 결과와 매우 잘 일치한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.487-496
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• 2010

미국의 NRC(United States Nuclear Regulatory Commission)에서 발간된 "Regulatory Guide 1.61 of United States NRC(2007)"는 원전구조물의 내진설계에 적용되는 구조감쇠비를 철근콘크리트(이하 RC)구조의 경우 4%(OBE)와 7%(SSE), 강구조의 경우 3%(OBE)와 4%(SSE)를 규정하고 있다. 그러나 최근 개발된 강판-콘크리트(이하 SC)구조의 경우 구조감쇠비에 대한 규정이 없다. 본 연구의 목적은 RC구조와 SC구조의 감쇠비의 상대적 차이를 비교함으로서 SC구조의 감쇠비를 조사하는 것이다. 4개의 실험체, RC-S, RC-M, SC-S 그리고 SC-M에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 뒷 글자 S와 M은 실험체의 거동이 전단에 의해 지배되는 것과 휨에 의해 지배되는 것을 의미한다. 실험방법은 엑츄에이터와 실험체의 질량사이를 연결하는 인장시험편이 파단되면서 실험체의 자유진동을 발생하게 하는 방법을 적용하였다. 가속도계를 이용하여 측정된 실험데이타를 분석하여 하중의 크기에 따른 기본진동수와 감쇠비를 결정하였다. 4개 실험체의 감쇠비를 비교분석하여 SC구조의 감쇠비는 OBE해석에 RC구조와 동일하게 4%를 제안하였으며 SSE해석의 경우 RC구조의 감쇠비보다 1% 적은 6%를 제안하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-10
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• 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.