원자력 발전소의 안전관련 설비들은 운영과정에서 일시적으로 비구속 상태에 있게 되며, 이때 지진이 발생할 경우 이러한 설비들은 미끄러짐에 의한 손상이 발생될 수 있다. 이에 본 연구에서는 바닥 진동으로 인한 비구속 물체의 미끄러짐 거동 파악을 위한 실험과 해석을 수행하였다. 실험에서는 마찰계수를 구하기 위한 정역학적 실험과 동역학적 실험 그리고 해석 결과와 비교하기 위한 진동 테이블 실험을 수행하였으며, 해석 방법으로는 미끄러짐 거동을 표현하는 비선형 미분방정식의 해를 선형축차적분법으로 구하여 이를 이용한 전산프로그램을 작성하였다. 작성된 전산프로그램의 검증을 위하여 바닥의 조화진동과 선형진동에 대한 정해를 구하여 비교하였으며, 진동테이블을 이용한 실험 결과와 비교하였다. 또한 미끄러짐으로 인한 비구속 물체의 충돌 기준을 상대변위 포락도를 이용하여 제시하였다.
본 논문에서는 진동테이블의 가속도스펙트럼에 대한 치구 위의 제어점 및 시험물부착점들에서의 가속도스펙트럼을 실제 진동시험조건에서 낮은 진동레벨로 측정한 후, 측정된 전달함수를 이용하여 기준스펙트럼과 시험물 부착점들에서의 스펙트럼의 창를 최소화하기 위한 진동테이블(armature table)에서의 가속도스펙트럼 및 제어점에서의 기준스펙트럼을 최소자승법(Least Square Method)의 원리를 적용하여 구하는 방법을 제안하였다. 본 방법은 시험규격에서 정해진 기준스펙트럼으로 제어할 경우와 제안된 기준스펙트럼으로 제어할 경우, 시험물부착점들로 전달되는 스펙트럼을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 간단히 예측할 수 있으므로 제안 전.후 결과를 쉽게 비교, 확인할 수 있고 실험을 통해 이를 증명하므로서 본 논문에서 제안된 방법의 유용성을 확인할 수 있었다. 이와 같이 제안된 기준스펙트럼을 랜덤진동제어의 기준스펙트럼으로 사용하므로서 시험규격에 정해진 기준스펙트럼을 가능한 정확히 시험물에 전달할 수 있고, 시험물부착점들에서의 과대시험 또는 과소시험을 최대한 줄이므로서 보다 정확한 진동시험을 수행할 수가 있다.
지진에 대한 구조물의 건전도는 내진설계에 의하여 많이 개선된 반면, 구조물 내부의 설비 및 중요 장비등에 대한 안정성은 최근에 관심을 가지게 되었다. 특히 국보급 문화재나 소장품은 그 가치에 비하여 지진에 대한 안전성이 고려되지 않은 것은 사실이다. 본 연구에서는 지진에 의하여 발생할 수 있는 내부 기기 및 문화재의 전도, 낙하를 방지하기 위한 면진 시스템을 개발하여, 본 장치에 대한 면진성능을 진동대 실험을 통하여 검증하였다. 본 면진 테이블은 전시물의 하부에 설치되어, 바닥판의 진동이 전시대에 전달되는 것을 차단하는 격리시스템이다. 면진성능시험 결과, 면진성능이 80-90%이며 면진테이블의 최대 스트로트내에서 안정적으로 거동하는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 감각형 객체(Tangible Object)를 이용한 테이블에서의 2D/3D 상호작용 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 기존의 ARTable[1]에 직육면체 형태의 감각형 객체와 카메라가 장착된 이동형 모니터를 추가하여 제작되었다. 감각형 객체는 모든 면에 ARToolkit[3]에서 쓰이는 마커가 부착되어 있으며, 내부에는 진동자와 불루투스 통신 모듈이 삽입되어 있다. 또한 카메라가 달린 모니터는 모니터 암에 연결되어 사용자가 이동하며 ARTable 상판을 관측할 수 있도록 부착되어 있다. 이 시스템를 이용하여 사용자는 디스플레이형 테이블인 ARTable 위에서 가상공간을 네비게이션(2D 상호작용)할 때 정확한 길을 찾아가기 위한 도움을 받을 수 있을 뿐만 아니라, 증강현실 환경에서 가상객체와 3D 상호작용을 할 수 있다. 또한 진동 모듈과 이를 제어하기 위한 블루투스 모듈이 내장 되어있어, 특정한 이벤트 발생시 진동자를 이용하여 사용자에게 촉각 감응 효과를 줄 수 있다. 제안된 시스템은 교육, 엔터테이먼트, 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
자동차 부품은 주행 중 전후, 좌우, 상하방향의 병진 운동과 각 축에 대한 회전 운동 등 6자유도의 운동을 받는다. 이와 같은 운동에 따라 자동차에 탑재되는 운전석(cockpit), 의자(seat), 연료탱크, 라디에이터, FEM(front end module) 등의 부품 및 모듈 등은 6자유도 운동을 받으면서 각 부품의 기능을 수행하고 있다. 따라서 이들 부품을 짧은 시간 내에 개발하기 위해서는 가속내구시험평가가 필수적인데 이를 위해 유압식 6자유도 가진 테이블을 이용한 기술이 활용되고 있다. 본 해설에서는 자동차 부품 및 모듈의 내구성능 평가 과정과 함께 유압식 6자유도 가진 테이블을 보유하고 관련 부품의 진동내구성능을 평가하고 있는 군산대학교 자동차부품기술혁신센터(KATIC)의 시험 평가장비 및 사례를 기술하였다. 이와 같은 자동차 부품 내구성능평가 방법과 6자유도 가진 테이블을 이용한 시험은 향후 자동차부품 및 일반기계부품 개발업체에서 내구성능향상을 위하여 활용도가 더욱 증대될 것이다.
우리나라 최초의 정지궤도위성 개발을 위하여 발사 시 발생하는 진동환경을 지상에서 구현하기 위한 전체 시스템 구축 및 검증이 요청되었다. 정지궤도위성은 기존 개발 위성대비 중량이 대폭 증가하여 수직 가진시스템의 경우, 신규 가진시스템 개발이 필요하였다. 수평 가진시스템은 고정용 치구와 슬립테이블의 열특성 차이에 따른 확인 및 수평방향 가진 시스템의 모멘트 성능 검증이 요청되었다. 또한 데이터 습득 요구 채널의 증가로 인하여 신규로 제어 및 습득 시스템을 구축하였다. 본 연구에서는 진동환경 시스템 전체에 대한 검증 과정 및 안정성 향상을 위해 적용한 여러 기법들을 소개하고자 한다.
효과적인 모래의 다짐 방법으로 진동에 의한 방법이 널리 사용되고 있다. 이 연구의 목적은 모래의 진동 다짐시 영향을 주는 인자의 개별적인 효과를 분석하고 가 인자들이 복합되어 진동다짐에 주는 효과를 분석하는 것이다. 이 연구에서는 진동시간 가속도 과도화중 염수비 시료의 다짐전 밀도등을 변화시켜가며 진동테이블 위에서 제작된 시료를 다짐하였고 시험결과는 상대밀도의 변화애 의하여 분석하였다 진동다짐의 효과는 다짐가속도 진동수 및 모래의 정도에 따라 변하며 과도하중이나 진건은 비교적 적은 영향을 주는 인자였다. 가속도가 1g 보다 큰경우 다짐효과는 진동이 시작되는 초기에 발생하였고 그 후는 면밀하게 진동효과가 나타났다. 효과적인 다짐을 위하여는 최적가속도와 최고 과도하중의 선택이 중요하며 최적치보다 큰경우는 다짐의 효과가 감소한다. 건조된 모래와 포화된 모래 모두 같은 최적가속도에서 최대의 다짐효과를 나타냈다. 각 인자 즉 가속도 진동수 단위 중량 영수비, 균등계수, 유효압경, 과도하중, 및 진동시간등의 효과를 복합하여 진동다짐의 효과를 상대밀도의 변화로 나타낼경우$\Delta$DR=38.0∧0.14 의 관계를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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