• 한국지진공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.55-66
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• 2005

본 논문에서는 스마트 면진장치를 효과적으로 제어하기 위하여 퍼지관리제어기를 개발하였고 그 효율성을 검토하였다. 이를 위하여 1세대 스마트 면진 벤치마크 건물을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 대상 벤치마크 구조물은 부정형의 평면을 가지고 있는 8층 건물이고 탄성베어링과 MR 감쇠기로 이루어진 스마트 면진장치가 설치되어 있다. 본 논문에서는 다목적 유전자 알고리즘을 이용하여 원거리 지진과 근거리 지진에 대하여 각각 면진구조물을 효과적으로 제어할 수 있는 하위 퍼지제어기를 개발한다. 최적화과정에서는 구조물의 최대 및 RMS 가속도와 면진층 변위의 저감이 목적으로 사용된다. 벤지마크 건물에 지진하중이 가해지면 두 개의 하위 퍼지제어기에서는 각각 다른 명령전압이 제공되는데 이 명령전압들은 퍼지관리제어기의 추론과정에 기반하여 실시간으로 참여율이 조절되어 하나의 명령전압으로 조합된다. 수치해석을 통하여 제안된 퍼지관리제어기법을 사용함으로써 상부구조물의 응답과 면진층의 변위를 효과적으로 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.105-111
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• 1999

감쇠기는 기계 시스템에서 에너지를 소모하는데 사용되는 요소이다. 이러한 감쇠기에는 수동 감쇠기, 능동 감쇠기, 반능동 감쇠기 등의 종류가 있다. 반능동 감쇠기는 수동 감쇠기에 비해서 더 좋은 성능을 내면서 능동 감쇠기보다는 더 작은 동력원을 필요로 하는 장치로 상황에 따라서 그 감쇠력 특성을 변화 시킬 수 있다. 본 논문은, 자기 유변 유체를 이용한 반능동 감쇠기의 개발에 관한 것이다. 자기 유변 유체는 가제어성 유체의 일종으로 인가 자기장에 대해서 그 유동학적 성질이 변하며 높은 항복응력, 낮은 점성계수, 불순물에 대한 안정성과 넓은 사용 온도 범위 등의 장점을 가진 재료이다. 이를 이용할 경우 간단한 구조로 반능동 감쇠기를 설계할 수 있을 뿐만 아니라 빠른 응답성 등의 효과도 기대할 수 있다. 본 연구에서는 자기 유변 유체를 이용하여 설계·제작된 몇 가지 종류의 감쇠기들을 통하여 그 응용 방법과 범위 그리고 응용 시 수반되는 문제점 등을 제시하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.44-48
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• 2014

A liquid nitrogen-cooled prepolarization ($B_p$) coil made for ultra-low field nuclear magnetic resonance and magnetic resonance imaging (ULF-MR) designed to generate 7 mT/A was fabricated. However, with suspected internal insulation failure, the coil was investigated in order to find out the source of the failure. This paper reports detailed build of the failed $B_p$ coil and a number of analysis methods utilized to figure out the source and the mode of failure. The analysis revealed that pyrolytic graphite sheet linings put on either sides of the coil for better thermal conduction acted as an electrical bridge between inner and outer layers of the coil to short out the coil whenever a moderately high voltage was applied across the coil. A simple model circuit simulation corroborated the analysis and further revealed that the failed insulation acted effectively as a damping resistor of $R_{d,eff}=6{\Omega}$ across the coil. This damping resistance produced a 50 ms-long voltage tail after the coil current was ramped down, making the coil not suitable for use in ULF-MR, which requires complete removal of magnetic field from $B_p$ coil within milliseconds.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.13-20
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• 2013

구조물의 지진응답을 저감시키기 위하여 추가적인 감쇠기나 진동제어장치가 일반적으로 사용된다. 이때, 추가적인 감쇠장치의 제어성능은 대상구조물 특성의 변화 없이 검토된다. 본 연구에서는 구조물과 스마트 제어장치의 다목적 통합최적화를 수행하였고 스마트 최상층 면진시스템이 설치된 구조물의 구조물량 저감의 가능성을 분석하였다. 이를 위하여 20층 예제구조물이 사용되었으며 MR 감쇠기와 저감쇠 탄성베어링을 사용하여 스마트 면진시스템을 구성하였다. 중약진지역의 설계스펙트럼을 바탕으로 생성된 인공지진하중을 사용하여 구조해석을 수행하였다. 수치해석결과, 스마트 최상층 면진시스템이 중약진지역에 있는 구조물의 응답과 면진층 변위를 동시에 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 통합최적설계기법으로 구조물량 및 감쇠기 용량을 적절하게 줄이면서도 우수한 제어성능을 발휘하는 다양한 설계 대안을 제공할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제7권5호
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• pp.379-392
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• 2011

This paper presents a multi-functional system, consisting of a magnetorheological (MR) damper and an electromagnetic induction (EMI) device, and its applications in stay cables. The proposed system is capable of offering multiple functions: (1) mitigating excessive vibrations of cables, (2) estimating cable tension, and (3) harvesting energy for wireless sensors used health monitoring of cable-stayed bridges. In the proposed system, the EMI device, consisting of permanent magnets and a solenoid coil, can converts vibration energy into electrical energy (i.e., induced emf); hence, it acts as an energy harvesting system. Moreover, the cable tension can be estimated by using the emf signals obtained from the EMI device. In addition, the MR damper, whose damping property is controlled by the harvested energy from the EMI device, can effectively reduce excessive cable vibrations. In this study, the multi-functionality of the proposed system is experimentally evaluated by conducting a shaking table test as well as a full-scale stay cable in a laboratory setting. In the shaking table experiment, the energy harvesting capability of the EMI device for wireless sensor nodes is investigated. The performance on the cable tension estimation and the vibration mitigation are evaluated using the full-scale cable test setup. The test results show that the proposed system can sufficiently generate and store the electricity for operating a wireless sensor node twice per day, significantly alleviate vibration of a stay cable (by providing about 20% larger damping compared to the passive optimal case), and estimate the cable tension accurately within a 2.5% error.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권10호
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• pp.1835-1845
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• 2005

In this paper a safe arm with passive compliant joints and visco-elastic covering is designed for human-friendly service robots. The passive compliant joint (PCJ) is composed of a magneto-rheological (MR) damper and a rotary spring. In addition to a spring component, a damper is introduced for damping effect and works as a rotary viscous damper by controlling the electric current according to the angular velocity of spring displacement. When a manipulator interacts with human or environment, the joints and cover passively operate and attenuate the applied collision force. The force attenuation property is verified through collision experiments showing that the proposed passive arm is safe in view of some evaluation measures.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.1005-1011
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• 2004

Squeeze film dampers (SFDs) have been commonly used to effectively enhance the dynamic behavior of the rotating shaft supported by rolling element bearings. However, due to the recent trends of high operating speed, high load capacity and light weight in rotating machinery, it is becoming increasingly important to change the dynamic characteristics of rotating machines in operation so that the excessive vibrations, which may occur particularly when passing through critical speeds or unstable regions, can be avoided. Semi-active type SFDs using magneto-rheological fluid (MR fluid), which responds to an applied magnetic field with a change in rheoloaical behavior, are introduced in order to find its applications to rotating machinery as an effective device attenuating unbalance responses. In this paper, a semi-active SFD using MR fluid is designed, tested and identified by means of linear analysis to investigate the capability of changing its dynamic properties such as damping and stiffness. Furthermore, the proposed device is applied to a rotor system to investigate its potential capability for vibration attenuation: an efficient method for selecting the optimal location of the proposed damper is introduced and control algorithm that could improve the unbalance response properties of a flexible rotor is also proposed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.69-78
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• 2011

본 연구에서는 스마트 TMD를 효과적으로 제어할 수 있는 퍼지제어알고리즘을 개발하기 위하여 다목적 유전자알고리즘을 이용한 최적화기법을 제안하였다. 예제구조물로는 풍하중을 받는 76층 벤치마크건물을 선택하였다. 스마트 TMD를 구성하기 위하여 100kN 용량의 MR 감쇠기를 사용하였고, 스마트 TMD의 진동주기는 예제구조물의 1차모드 고유진동주기에 맞추어 조율되었다. MR 감쇠기의 감쇠력은 예제구조물의 풍응답을 최소화할 수 있도록 퍼지제어기를 통해서 조절된다. 퍼지제어기의 입력변수는 75층의 가속도 응답과 스마트 TMD의 변위응답으로 하였고, 출력변수는 MR 감쇠기로 전달되는 명령전압으로 하였다. 퍼지제어기의 최적화를 위하여 다목적 유전자알고리즘인 NSGA-II 기법이 사용되었고, 이때 75층의 가속도 응답과 스마트 TMD의 변위응답을 목적함수로 사용하였다. 최적화 결과, 구조물의 풍응답과 STMD의 변위응답을 동시에 적절히 제어할 수 있는 다수의 퍼지제어기를 얻을 수 있었다. 수치해석을 통해서 스마트 TMD의 성능이 수동 TMD에 비하여 월등히 뛰어남을 알 수 있었고 경우에 따라서는 샘플 능동 TMD보다 더 우수한 제어성능을 발휘하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제2권3호
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• pp.209-224
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• 2006

The use of smart dampers to optimally control the response of structures is on the increase. To maximize the potential use of such damper systems, their accurate modeling and assessment of their performance is of vital interest. In this study, the performance of a controllable fluid dashpot damper, in terms of damper forces, damper dynamic range and damping force hysteretic loops, respectively, is studied mathematically. The study employs a damper Bingham-Maxwell (BingMax) model whose mathematical formulation is developed using a Fourier series technique. The technique treats this one-dimensional Navier-Stokes's momentum equation as a linear superposition of initial-boundary value problems (IBVPs): boundary conditions, viscous term, constant Direct Current (DC) induced fluid plug and fluid inertial term. To hold the formulation applicable, the DC current level to the damper is supplied as discrete constants. The formulation and subsequent simulation are validated with experimental results of a commercially available magneto rheological (MR) dashpot damper (Lord model No's RD-1005-3) subjected to a sinusoidal stroke motion using a 'SCHENK' material testing machine in the Materials Laboratory at the University of Technology, Sydney.

• 한국지진공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.211-219
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• 2019

In this study, SMG(Smart Material with Grease) was developed, which was improved the precipitation minute particle in grease during long term standstill. Also, small-sized cylinder damper equipped with an electromagnet in a piston was developed for using a performance evaluation of the damper with SMG and the dynamic load test, and damping force using Power model and Bingham model was derived in order to compare to the result of that of the damper. The data obtained from the dynamic load test were analyzed and plotted, and then a dynamic range was calculated to evaluate the usability of the damper with SMG. The performance of the damper with SMG was compared to the damping forse derived from the Power and Bingham model. The result of this evaluation shown that the usability of SMG damper was demonstrated by this test as a semi-active controlling equipment of small-sized damper.