• 한국지진공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1-12
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• 2012

The researches related to active control systems utilizing superelastic shape memory alloys (SMA) have been recently conducted to reduce critical damage due to lateral deformation after severe earthquakes. Although Superelastic SMAs undergo considerable inelastic deformation, they can return to original conditions without heat treatment only after stress removal. We can expect the mitigation of residual deformation owing to inherent recentering characteristics when these smart materials are installed at the part where large deformation is likely to occur. Therefore, the primary purpose of this research is to develop concentrically braced frames (CBFs) with superelastic SMA bracing systems and to evaluate the seismic performance of such frame structures. In order to investigate the inter-story drift response of CBF structures, 3- and 6-story buildings were design according to current design specifications, and then nonlinear time-history analyses were performed on numerical 2D frame models. Based on the numerical analysis results, it can be comparatively verified that the CBFs with superelastic SMA bracing systems have more structural advantages in terms of energy dissipation and recentering behavior than those with conventional steel bracing systems.

• 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.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권5호
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• pp.709-724
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• 2016

This study investigates the optimum design parameters of a superelastic friction base isolator (S-FBI) system through a multi-objective genetic algorithm to improve the performance of isolated buildings against near-fault earthquakes. The S-FBI system consists of a flat steel-PTFE sliding bearing and superelastic NiTi shape memory alloy (SMA) cables. Sliding bearing limits the transfer of shear across the isolation interface and provides damping from sliding friction. SMA cables provide restoring force capability to the isolation system together with additional damping characteristics. A three-story building is modeled with S-FBI isolation system. Multiple-objective numerical optimization that simultaneously minimizes isolation-level displacements and superstructure response is carried out with a genetic algorithm in order to optimize S-FBI system. Nonlinear time history analyses of the building with optimal S-FBI system are performed. A set of 20 near-fault ground motion records are used in numerical simulations. Results show that S-FBI system successfully control response of the buildings against near-fault earthquakes without sacrificing in isolation efficacy and producing large isolation-level deformations.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1996년도 춘계학술대회
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• pp.215-220
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• 1996

Experimental set-up for the characterization of Shape Memory Alloys springs which are applicacable to endoscope has been implemented. Fundamental properties of SMA springs were measured by iso-thermal test iso-metric test, iso-tonic test and the relationship between stress and strain, temperature and generated force, displacement and temperature could be characterized experimentally. The implemented experimental set-up and characterization method can be exploited for the design of SMA springs and evaluation of actuators used in endoscope.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.157.2-157.2
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• 2005

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.965-966
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• 2009

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.587-597
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• 2007

강케이블 변위제어장치는 미국 캘리포니아주에서 프레임 구조 교량의 낙교를 방지하는데 효과적인 것으로 지난 몇 차례의 지진에서 밝혀졌다. 이러한 효과를 바탕으로, 미국 중부의 다경간 단순지지 교량에 강케이블을 적용할려는 시도가 행해지고 있다. 또한, 형상기억합금의 인장거동을 이용한 변위제어장치가 동일한 적용을 위해서 연구되고 있다. 프레임 구조교량에서는 변위제어장치가 교각에 힘을 전달하지만, 다경간 단순지지 교량에서는 교대에 힘을 전달하게 된다. 따라서 이러한 교량에서는 교대의 거동을 동시에 점검해야한다. 본 연구에서는 다경간 단순지지 교량에 대한 세 가지의 변위제어장치의 성능을 비교하였다. 강케이블, 인장거동 형상기억합금 봉 및 휨거동 형상기억합금 봉을 이용한 변위제어장치의 중진 및 강진에 대한 변위제어성능 및 교대에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해서 형상기억합금 봉의 휨 실험 및 해석모델을 제시하였다. 또한, 비선형 시간이력해석을 수행하여 원래의 교량과 보강된 교량의 거동을 비교하여 변위제어장치의 성능 및 영향을 파악하였다. 인장거동의 형상기억합금 봉은 내부힌지에서 열림의 상대변위를 제어하는데 가장 우수한 성능을 보여주었으나, 교대의 능동변위를 증가시켜 손상을 발생시켰다. 따라서 강진에 대해서는 변위제어장치를 설치하는 경우 교대의 능동거동에 대한 보강이 요구된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.562-567
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• 2016

비행속도와 조건에 따라 최적화된 형상을 갖는 모핑 날개는 작동기 기술, 구조 기계장치 기술, 유연 외피 재료, 제어법칙 기술 등 해결할 문제가 많다. 본 연구에서는 빠른 응답속도를 갖는 모핑 날개를 개발하기 위한 첫 단계로 형상기억합금 선을 작동기와 복원용 비틀림 스프링으로 구동되는 단일 플랩을 갖는 에어포일 설계하고 제작하였다. 제작된 모핑 에어포일의 작동실험을 통해 설계 개념의 타당성을 검증하였다. 실험을 통해 측정한 결과 원활한 작동과 매우 빠른 반응속도를 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권1호
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• pp.111-125
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• 2019

Metallic shape memory alloys present fascinating physical properties such as their super-elastic behavior in austenite phase, which can be exploited for providing a structure with both a self-centering capability and an increased ductility. More or less accurate numerical models have been introduced to model their behavior along the last 25 years. This is the reason for which the literature is rich of suggestions/proposals on how to implement this material in devices for passive and semi-active control. Nevertheless, the thermo-mechanical coupling characterizing the first-order martensite phase transformation process results in several macroscopic features affecting the alloy performance. In particular, the effects of day-night and winter-summer temperature excursions require special attention. This aspect might imply that the deployment of some devices should be restricted to indoor solutions. A further aspect is the dependence of the behavior from the geometry one adopts. Two fundamental lacks of symmetry should also be carefully considered when implementing a SMA-based application: the behavior in tension is different from that in compression, and the heating is easy and fast whereas the cooling is not. This manuscript focuses on the passive devices recently proposed in the literature for civil engineering applications. Based on the challenges above identified, their actual feasibility is investigated in detail and their long term performance is discussed with reference to their fatigue life. A few available semi-active solutions are also considered.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.103-110
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• 2018

표면매립공법으로 매립한 철계-형상기억합금으로 보강한 보의 휨 거동을 장기 하중 재하실험을 통해 평가하였다. 철계-형상기억합금 길이대비 2%와 4%의 사전변형 및 형상기억효과 활성화에 의한 프리스트레스 하중 도입을 실험변수로 설정하였다. 1 tonf의 콘크리트 추를 보 중앙에 거치한 후 6개월간의 보 중앙부의 장기 처짐을 측정하였다. 실험결과, 철계-형상기억합금으로 보강한 보의 휨 강성이 증대되었으며, 사전변형이 증가할수록 보강재의 강성감소로 인한 처짐이 증가하는 것으로 나타났다. 프리스트레스 하중 도입에 따른 처짐을 비교했을 때, 프리스트레스 하중을 도입하지 않은 실험체에 비해, 프리스트레스 하중을 도입한 실험체는 약 30%의 처짐 감소 효과를 보이는 것으로 나타났다.