• 제목/요약/키워드: Modified equation

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유연한 기구의 틈새관절 모델링 및 해석방법에 관한 연구 (Dynamic Modeling and Analysis of Flexible Mechanism With Joint Clearance)

  • 홍지수;김호룡
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권12호
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    • pp.3109-3117
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    • 1994
  • To operate a flexible mechanism in high speed its weight must be reduced as far as the structural strength does not decrease too much, but a light-weighted mechanism causes undesirable elastodynamic responses deteriorating the system performance. Besides, clearance within the connections of mechanisms causes rapid wear, increased noise and vibration. Even if the problems described above must be considered in the initial design stage, there has been no effective design process which takes account of the correlation between dynamic characteristics of flexible mechanism and the clearance effect at the joint. In this study, the generalized elastodynamic governing equations which include dynamic characteristics and boundary conditions of flexible mechanism are derived by variational calculus and solved by using FFM theory. To take the clearance effect at joint into account a new dynamic model is presented and also the method of modified stiffness/damping matrix is proposed to activate the dynamic clearance model, which cooperates with the developed governing equation very easily. As the results of this study, the proposed method(modified stiffness/damping matrix) to calculate clearance effect was proved to be superior to the existing one(force reaction method) in solution convergency and calculation performance. Besides this method can be easily adopted to the complex shape joint without calculation of reaction force direction.

비선형 천수와 쇄파를 고려한 수정완경사방정식의 타원형 수치모형 (Elliptic Numerical Wave Model Solving Modified Mild Slope Equation with Nonlinear Shoaling and Wave Breaking)

  • 윤종태
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.39-44
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    • 2009
  • 쇄파대 파랑모의의 정확도를 높이기위해 타원형 완경사방정식에 Shuto의 경험식에 근거한 비선형 천수효과를 도입하였고 쇄파구조를 추가하였다. 천수 실험을 통해 상대수심과 심해 파형경사에 따른 천수계수의 변화를 확인한 결과 Shuto의 비선형 천수식과 잘 일치하였다. 쇄파실험에서 비선형 천수효과로 인해 선형모형에 비해 상승된 파고 분포를 확인할 수 있었고 실험치와 잘 일치하였다. 쇄파구조는 1/10 경사지형에서는 실험치와 잘 일치하였지만 1/20 경사지형에서는 과도한 에너지 감쇄를 보여주었다.

샌드위치 평판의 모드 감쇠 최대화를 위한 점탄성층 두께 결정법 (A Method to Determine Optimum Viscoelastic Layer Thickness of Sandwich Plate for Maximum Modal Damping)

  • 남대호;신윤호;김광준
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권7호
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    • pp.690-696
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    • 2006
  • Thickness of damping layer in sandwich plate needs to be optimized in order to make modal loss factor of the sandwich plate maximum. Since previous studies were interested in noise reductions over high frequency range, the modal properties were derived based on simply supported boundaries. This conventional formula is approximately applicable to other boundary conditions over high frequency range only. The purpose of this study is to propose a method to determine optimum damping layer thickness of sandwich plate for maximum modal damping in low frequency range when the boundary condition is not a simple support. The conventional RKU equation based on simply supported boundary is modified to reflect other boundary conditions and the modified RKU equation is subsequently applied to determine the optimum damping layer thickness for arbitrary conditions. In order to reflect frequency-dependent characteristics of elastic modulus of the damping layer, an iteration method is proposed in determining the modal properties. Test results on sandwich plates for optimum damping layer thickness are compared with predictions by the proposed method and conventional method.

Quasi-LQG/$H_{infty}$/LTR Control for a Nonlinear Servo System with Coulomb Friction and Dead-zone

  • Han, Seong-Ik
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제1권2호
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    • pp.24-34
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    • 2000
  • In this paper we propose a controller design method, called Quasi-LQG/$H_{\infty}$/LTR for nonlinear servo systems with hard nonlinearities such as Coulomb friction, dead-zone. Introducing the RIDF method to model Coulomb friction and dead-zone, the statistically linearized system is built. Then, we consider $H_{\infty}$ performance constraint for the optimization of statistically linearized systems, by replacing a covariance Lyapunov equation into a modified Riccati equation of which solution leads to an upper bound of the LQG performance. As a result, the nonlinear correction term is included in coupled Riccati equation, which is generally very difficult to thave a numerical solution. To solve this problem, we use the modified loop shaping technique and show some analytic proofs on LTR condition. Finally, the Quasi-LQG/$H_{\infty}$/LTR controller for a nonlinear system is synthesized by inverse random input describing function techniques (ITIDF). It is shown that the proposed design method has a better performance robustness to the hard nonlinearity than LQG/$H_{\infty}$/LTR method via simulations and experiments for the timing-belt driving servo system that contains the Coulomb friction and dead-zone.

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Long-term deflection prediction in steel-concrete composite beams

  • Lou, Tiejiong;Wu, Sishun;Karavasilis, Theodore L.;Chen, Bo
    • Steel and Composite Structures
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    • 제39권1호
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    • pp.21-33
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    • 2021
  • This paper aims to improve the current state-of-the-art in long-term deflection prediction in steel-concrete composite beams. The efficiency of a time-dependent finite element model based on linear creep theory is verified with available experimental data. A parametric numerical study is then carried out, which focuses on the effects of concrete creep and/or shrinkage, ultimate shrinkage strain and reinforcing bars in the slab. The study shows that the long-term deformations in composite beams are dominated by concrete shrinkage and that a higher area of reinforcing bars leads to lower long-term deformations and steel stresses. The AISC model appears to overestimate the shrinkage-induced deflection. A modified ACI equation is proposed to quantify time-dependent deflections in composite beams. In particular, a modified reduction factor reflecting the influence of reinforcing bars and a coefficient reflecting the influence of ultimate shrinkage are introduced in the proposed equation. The long-term deflections predicted by this equation and the results of extensive numerical analyses are found to be in good agreement.

스트랩다운 관성항법시스템의 주행 중 정렬을 위한 강인 관측기 구성 (Robust Observer Design for SDINS In-Flight Alignment)

  • 유명종;이장규;박찬국;심덕선
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권8호
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    • pp.703-710
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    • 2001
  • The nonlinear observers are proposed for a nonlinear system. To improve the characteristics such as stability, convergence, and $H^{\infty}$ filter performance criterion, we utilize an $H^{\infty}$ filter Riccati equation or a modified $H^{\infty}$ filter Riccati equation with a freedom parameter. Using the Lyapunov function method, the characteristics of the observers are analyzed. Then the in-flight alignment for a strapdown inertial navigation system(SDINS) is designed using the proposed observer. And the additive quaternion error model is especially used to reduce the uncertainty of the SDINS error model. Simulation results show that the observer with the modified $H^{\infty}$ filter Riccati equation effectively improves the performance of the in-flight alignment.

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고에너지 물질의 연소반응 해석을 위한 반응속도식 개발 및 정의에 관한 연구 (A Study on Development of Reaction Rate Equation for Reactive Flow Simulation in Energetic Materials)

  • 김보훈;여재익
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.47-57
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    • 2012
  • 고에너지 물질의 연소 현상을 해석하기 위하여 반드시 필요한 반응속도식과 이를 구성하고 있는 미 정상수를 결정하는 이론적 방법을 제안하였다. 개선된 I&G 모델은 기존의 반응속도식이 갖던 문제점들을 효과적으로 극복하면서 동시에 중요한 물리적 의미를 내포하는 형태로 제안되었다. 이는 공극붕괴(void collapse)로 인한 hotspot의 생성을 의미하는 점화 모델과 폭굉(detonation)으로의 천이를 의미하는 화염 발달 모델의 합으로 구성되어 있다. 또한 함께 소개된 이론적 모델은 고에너지 물질의 수치해석 기법인 Hydrocode를 사용하기 전에 미정상수 $b,\;G,\;x,\;I$를 결정함으로써 특정 고에너지 물질의 연소 특성을 규명하는데 사용된다. 이론적 방법은 기존의 고에너지 물질의 연소 시험을 모사한 수치해석적 방식보다 효율적이고 정확도가 높은 결과를 제공하므로 진일보 된 방법이라고 할 수 있다.

단일 틸트윙 방식 무인기의 수직모드 시스템 식별 기법 연구 (A Study on vertical mode system identification for a single tilt wing UAV)

  • 서일원;김승균;석진영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권11호
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    • pp.937-946
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    • 2014
  • 본 논문에서는 단일 틸트윙 무인기의 시스템 식별기법과 결과를 제시하였다. 주파수 영역의 시스템 식별 기법인 Modified Equation Error Method(MEEM)와 시간 영역의 시스템 식별 기법인 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter, EKF)를 사용하였다. 시스템 식별 기법의 검증을 위해 단일 틸트윙 방식 무인기인 CNUX-3의 모델을 통해 획득한 수직모드의 선형 시뮬레이션 결과에 센서 특성을 반영한 노이즈를 합성하여 가상의 비행데이터를 생성했다. 설계 변수의 변화에 따른 MEEM의 시스템 식별 성능 변화를 분석하였다. 또한 고정밀 푸리에 변환(High accuracy Fourier Transform)을 MEEM에 적용하여 정확도를 향상시켰다. MEEM과 EKF의 시스템 식별 결과를 비교하고, 최상의 성능지수를 갖는 설계 변수값과 초기값을 최적화를 통해 결정하였다.

Ortho-cresol Novolac형 에폭시의 화학레올로지 특성에 미치는 아민 개질제의 영향 (Effect of Aminosiloxane Modifier on Chemorheological Properties of Ortho-cresol Novolac Epoxy)

  • 김윤진;안병길;김우년;서광석;김환건;윤초규
    • 폴리머
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    • 제26권1호
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    • pp.88-97
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    • 2002
  • ortho-cresol novolac형 에폭시/페놀 경화제/triphenylphosphine 수지 시스템의 화학 레올로지 특성에 미치는 아민 실록산 개질제의 영향을 검토하였다. DSC측정으로부터 아민 개질제에 의해 경화 속도와 전환량이 증가하였으며 유리전이온도의 증가도 관찰할 수 있었다. 또한, 저장 탄성률과 손실 탄성률의 교차점으로부터 구한 겔화 시간 및 임계 전환량의 감소를 확인할 수 있었다. 이것으로부터 등온 경화반응이 빠르게 진행됨으로써 점도가 상승하는 것을 알 수 있었다. 전환량의 함수로 얻어진 유리전이온도와 측정된 점도로부터 modified WLF 방정식에서의 $C_1$$C_2$를 온도 함수로써 나타낼 수 있었으며, 유리전이온도와 $C_1$$C_2$를 modified WLF 방정식에 적용함으로써 등온 경화반응에 따른 점도변화를 정확히 예측할 수 있었다.