Lee, Jungeon;Baek, Adrian M. Chung;Kim, Namhun;Kwon, Daeil
Smart Structures and Systems
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제29권6호
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pp.767-775
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2022
Metal additive manufacturing (AM), also known as metal three-dimensional (3D) printing, produces 3D metal products by repeatedly adding and solidifying metal materials layer by layer. During the metal AM process, products experience repeated local melting and cooling using a laser or electron beam, resulting in product defects, such as warpage, cracks, and internal pores. Such defects adversely affect the final product. This paper proposes the in situ monitoring-based warpage prediction of metal AM products with experimental feature extraction. The temperature profile of the metal AM substrate during the process was experimentally collected. Time-domain features were extracted from the temperature profile, and their relationships to the warpage mechanism were investigated. The standard deviation showed a significant linear correlation with warpage. The findings from this study are expected to contribute to optimizing process parameters for metal AM warpage reduction.
The structural monitoring of multi-wire strands is of importance to prestressed concrete structures and cable-stayed or suspension bridges. This paper addresses the monitoring of strands by ultrasonic guided waves with emphasis on the signal processing and automatic defect classification. The detection of notch-like defects in the strands is based on the reflections of guided waves that are excited and detected by magnetostrictive ultrasonic transducers. The Discrete Wavelet Transform was used to extract damage-sensitive features from the detected signals and to construct a multi-dimensional Damage Index vector. The Damage Index vector was then fed to an Artificial Neural Network to provide the automatic classification of (a) the size of the notch and (b) the location of the notch from the receiving sensor. Following an optimization study of the network, it was determined that five damage-sensitive features provided the best defect classification performance with an overall success rate of 90.8%. It was thus demonstrated that the wavelet-based multidimensional analysis can provide excellent classification performance for notch-type defects in strands.
Based on classical viscoelastic damper, a brand-new damper is designed by the change of simple construction to implement vibration control for both translational vibration and rotational vibration simultaneously. Theoretic analysis has been carried out on the restoring force model and the control parameters. Two improved models are presented to obtain high simulation precision. The influence of the size, shape of the viscoelastic material, the ambient temperature and the response frequency on the vibration control effect is analyzed. The numerical results show that the new type viscoelastic damper is capable of mitigating the multi-dimensional seismic response of offshore platform and the response control effect has complicated relations with aforementioned related factors.
본 연구에서는 2차원 형광 센서를 이용하여 ALA 생산 공정을 실시간 모니터링하고 오프라인 분석 데이터와 비교, 고찰하였다. 배양액의 pH나 균체의 성장 특성 등 생물공정내의 환경 변화에 따라 형광 특성에 차이를 보였으며 최소배지인 MS8 배지에 IPTG, LA 및 기질 (포도당, 숙신산) 등을 첨가한 후 형광 특성의 변화를 살펴본 결과 균체의 성장이나 세포내 대사현상의 변화를 형광 차이로부터 확인할 수 있었다 2차원 형광센서에 의해 실시간 모니터링 된 형광 스펙트럼데이터는 기질 및 생산물 그리고 세포내 효소 활성 등의 각종 공정 변수와 좋은 상관성을 보였다. 따라서 본 연구에서 사용한 2차원 형광센서는 ALA 대량 생산을 위해 주요한 공정변수를 실시간 모니터링 하는데 매우 효과적이라 할 수 있으며 향후 공정의 제어 및 최적화에도 이용될 수 있다.
지상사진측량은 최근 GIS구축을 위한 자료의 수집으로부터 각종 첨단산업분야에 그 응용이 증대되고 있다. 특히 정밀기계부품 또는 모의실험을 위한 모형제작시, 사진측량기법을 이용하여 다량의 3차원 수치 데이타를 균일한 정확도로 신속, 정확하게 획득할 수 있고 또한 이를 모델링에 이용할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 모의실험을 위한 선박모형을 monitoring하기 위해 신속하게 촬영할 수 있는 다중사진기 시스템을 구성하고 정확도 해석은 물론 network 형성을 위해 촬영기법, 기준점 수 및 배치, 미지점, 수렴촬영, 스트림 조합에 대한 오차를 분석, 이를 적용 선박모형에 대한 각 단면형상과 3차원 monitoring을 실시하였다. 연구결과, 정밀모형선박의 전면(全面)에 대한 모니터링을 통하여 개발한 다중사진기시스템의 효용성을 입증할 수 있었으며 pass point를 배치하여 3차원 데이타를 기대정확도로 얻을 수 있었으므로 구조물의 정밀해석은 물론 순간변형측정의 가능성을 제시할 수 있었다.
이 논문에서는 영광 3호기와 같이 노심내 핵계장 장치를 갖고 있는 가압형 원자력 발전소용 노심출력 분포 감시프로그램의 개발에 수정형 Borresen 모형의 응용 타당성을 검토해 보았다 이를 위해 수정형 Borresen 방정식의 소격모형해를 핵계장장치의 측정치를 경계조건으로 하여 풀었으며, 이로부터 영광 3호기 첫주기 노심의 3차원 출력분포를 계산하였다. 그 결과는 현재 영광 3호기의 축방향 출력분포 감시프로그램으로 활용되고 있는 COLSS 예측치와 비교하였으며, 이를 통하여 수정형 Borresen 모형으로 제안한 방법이 COLSS보다 축방향 출력분포를 실제에 더 가깝게 모사할 수 있음을 보였다. 노심 출력거동에 대한 예측능력이 있고 또한 전산속도면에서의 이점이 있어서 제안된 수정형 Borresen 방법이 노심출력분포 감시프로그램 개발에 유용하게 활용될 수 있다고 결론을 내렸다.
지하수 수질 감시를 위한 관측망의 설치는 지하수자원의 보호를 위해 매우 중요하다. 그러나 현재 지하수 수질 관측망의 설계는 합리적인 방법보다는 현장전문가의 경험과 직관에 의존하는 경우가 많다. 본 논문에서는 3차원 수질모의와 최적화를 이용하는 지하수질 관측망의 설계방법론을 제안하였다. 설계과정은 다음의 세 가지 경우로 정형화되었다. (Ⅰ) 평균농도를 감시하는 위치를 선정하되 관측정의 수기 제한되는 경우, (2) 최대농도를 감시하는 위치를 선정하되 관측정의 수가 제한되는 경우, (3) 평균농도를 감시하는 위치를 선정하되 예산상 제약이 있는 경우. 이와 같은 설계문제를 매립장 현장에 적용하고 0-1 정수계획법으로 해결하였다. 관측망의 설치목적, 운영기간, 제약조건 등에 따라 관측망의 구성이 다르게 결정됨을 보이고 그 의미를 해석하였다.
A flexibility-based distributed computing strategy (DCS) for structural health monitoring (SHM) has recently been proposed which is suitable for implementation on a network of densely distributed smart sensors. This approach uses a hierarchical strategy in which adjacent smart sensors are grouped together to form sensor communities. A flexibility-based damage detection method is employed to evaluate the condition of the local elements within the communities by utilizing only locally measured information. The damage detection results in these communities are then communicated with the surrounding communities and sent back to a central station. Structural health monitoring can be done without relying on central data acquisition and processing. The main purpose of this paper is to experimentally verify this flexibility-based DCS approach using wired sensors; such verification is essential prior to implementation on a smart sensor platform. The damage locating vector method that forms foundation of the DCS approach is briefly reviewed, followed by an overview of the DCS approach. This flexibility-based approach is then experimentally verified employing a 5.6 m long three-dimensional truss structure. To simulate damage in the structure, the original truss members are replaced by ones with a reduced cross section. Both single and multiple damage scenarios are studied. Experimental results show that the DCS approach can successfully detect the damage at local elements using only locally measured information.
Most domestic fossil power plants have exceeded 100,000 hours of operation with the severe operating condition. Among the critical components of fossil power plant, high temperature steam pipe systems have had a many problems and damage from unstable displacement behavior because of frequent start up and shut down. In order to prevent the serious damage and failure of the critical pipe system in fossil power plants, 3-dimensional displacement measurement system was developed for the on-line monitoring. Displacement measurement system was developed with a use of a LVDT type sensor and two rotary encoder type sensors. This system was installed and operated on the real power plant successfully.
There has been many researches using LiDAR(Light Detection And Ranging) data. There has been many other researches through out the world using the 3 dimensional spatial data in various fields. In this research, Using lidar data and digital images, we have extracted the position of the power-transmission line and created 3 dimensional models. The presented method is more efficient than field surveying and it can also be used lot monitoring change in the environment
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[게시일 2004년 10월 1일]
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