• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제12권3호
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• pp.149-156
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• 1991

In this paper, fluttering behavior of mechanical bileaflet heart valve prosthesis was analyzed taking into consideration of the impact between valve plate and stopper Vibration system of the valve was modeled as a rotating system, and equations are induced by moment equilibrium equations. Lift force, drag force, gravity and buoyancy were considered as external forces acting on the valve plate/ The 4th order Runge-Kutta method was used to solve the equations. Valve plate does not come to the static equilibrium position at a stretch, but come to that position after under damping vibration. Damping ratio increases as the cardiac optput increases, and the mean damping ratio is in the range of 0.16~40.25. Fluttering frequency does not have any specific value, but varies as a function of time. It is in the range of 10~40Hz. Valve opening appears to be affected by the orientation of the of the valve relative to gravitational forces.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권3호
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• pp.597-605
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• 2015

In this study, linear vibrations of an axially moving beam under non-ideal support conditions have been investigated. The main difference of this study from the other studies; the non-ideal clamped support allow minimal rotations and non-ideal simple support carry moment in minimal orders. Axially moving Euler-Bernoulli beam has simple and clamped support conditions that are discussed as combination of ideal and non-ideal boundary with weighting factor (k). Equations of the motion and boundary conditions have been obtained using Hamilton's Principle. Method of Multiple Scales, a perturbation technique, has been employed for solving the linear equations of motion. Linear equations of motion are solved and effects of different parameters on natural frequencies are investigated.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권10호
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• pp.915-922
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• 2010

This paper presents an efficient method for determining the forced response of a spinning flexible disk-spindle system supported by fluid dynamic bearings(FDBs) in a computer hard disk drive(HDD). The spinning flexible disk-spindle system is represented by the asymmetric finite element equations of motion originating from the asymmetric dynamic coefficients of the FDBs and the gyroscopic moment of a spinning disk-spindle system. The proposed method utilizes only the right eigenvectors of the eigenvalue problem to transform the large asymmetric finite element equations of motion into a small number of coupled equations, guaranteeing the accuracy of their numerical integration. The results are then back-substituted into the equations of motion to determine the forced response. The effectiveness of the proposed method was verified by comparing it with the responses from the classical methods of mode superposition with the general eigenvalue problems, and mode superposition with modal approximation. The proposed method was shown to be effective in determining the forced response represented by the asymmetric finite element equations of motion of a spinning flexible disk-spindle system supported by FDBs.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.383-392
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• 2012

This paper reports the active vibration control of plates using a positive position feedback(PPF) controller with moment pair actuators. The equations of motion of the plates under a force and moment pairs are derived and the equations of PPF controllers are formulated. The numerical active control system is then achieved. The effect of the parameters - gain and damping ratio - of the PPF controllers on the open loop transfer function was investigated mainly in terms of the system stability. Increasing the gain of the PPF controller tuned at a mode, the magnitude of the open loop transfer function is increased at all frequencies without changing the phase behavior. The increase of the damping ratio of the PPF controller leads to decrease the magnitude of the open loop transfer function and to modify its phase characteristics, ie, system stability. Based on the behavior of the gain and the damping ratio of the controller, PPF controller for reduction of the plate vibration can be achieved. Two PPF controllers are designed with their connection in parallel to control the two modes simultaneously. Each PPF controller is tuned at the $1^{st}$ and $2^{nd}$ modes, respectively. Their parameters were determined to remain the system to be stable based on the results of the parametric study. A significant reduction in vibration at the tuned modes can be obtained.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.303-310
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• 2017

WUF-W 접합부는 부재의 접합이 모두 용접으로 이루어진 접합부이며, 특수모멘트골조(SMF) 인증접합부 중 하나이다. 하지만 선행 연구들을 통해 일부 WUF-W 접합부 실험체가 4% 층간변위비의 특수모멘트골조(SMF) 요구성능을 만족하지 못하였으며, 이는 액세스 홀 형상과 연관이 있음이 보고되었다. 본 연구에서는 비선형 유한요소 해석을 이용하여 WUF-W 접합부의 요구성능을 만족하기 위한 주요 액세스홀 형상변수의 허용범위를 결정하였다. 또한 WUF-W 접합부 설계과정에서 주요 액세스 홀 형상변수의 타당성을 평가할 수 있는 간단한 경험식을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권12호
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• pp.2636-2646
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• 2002

This research presents an analytical model to investigate vibration due to ball bearing waviness in a rotating system supported by two or more ball bearings, taking account of the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball. The waviness of rolling elements is modeled by the sinusoidal function, and it is incorporated into the position vectors of the race curvature center. The Hertzian con tact theory is applied to calculate the elastic deflection and nonlinear contact force while the rotor has translational and angular motions. Both the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball and the waviness of the rolling elements are included in the kinematic constraints and force equilibrium equations of a ball to derive the nonlinear governing equations of the rotor, which are solved by using the Runge-Kutta-Fehlberg algorithm to determine the new position of the rotor. The proposed model is validated by the comparison of the results of the prior researchers. This research shows that the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball plays the important role in determining the bearing frequencies, i.e. the principal frequencies, their harmonics and the sideband frequencies resulting from the waviness of the rolling elements of ball bearing. It also shows that the bearing vibration frequencies are generated by the waviness interaction not only between the rolling elements of one ball bearing but also between those of two or more ball bearings constrained by the rotor.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.89-98
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• 2017

외바퀴 로봇 제어에 있어 필수적인 균형 안정화 제어를 위해 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)를 이용할 수 있다. 단일 짐벌 CMG는 단순한 구조를 가지면서 외란에 대해 강력한 복원 토크를 로봇에게 전달할 수 있다. 그러나 CMG는 복원 토크 외에 원치 않는 방향의 토크도 발생시킨다. 원치 않는 방향 토크는 회전 자유도가 높은 외바퀴 로봇 시스템에서 불안정성 문제를 야기한다. 본 논문에서는 원치 않는 방향 토크를 제거하기 위해 CMG 가위쌍을 이용한 외바퀴 이동 로봇 제어 시스템을 제시한다. 외바퀴 로봇 동역학식에 있어서의 모델 오차에 강인한 특성을 갖는 LQR 제어 알고리즘을 설계하였다. 3D 비선형 동역학 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 CMG 가위쌍과 LQR 제어 알고리즘을 갖는 외바퀴 로봇 제어 시스템을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.393-401
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• 2021

본 논문에서는 폭발하중을 받는 부재의 저항성능 평가를 위한 모멘트-곡률 관계 기반 수치해석 기법을 소개한다. 직접전단 파괴 모드를 고려하기 위하여 경험적인 직접전단응력-슬립양 관계를 기반으로 하는 무차원 스프링 요소를 도입하였다. 재료에 대해 정의된 동적증가계수 식을 바탕으로 단면의 모멘트-곡률 관계에 직접적으로 적용가능한 단면의 곡률 변화율에 따른 동적증가계수 식을 제작하였다. 또한 부착슬립의 영향을 고려하기 위하여 소성힌지영역 내에 등가 휨강성을 도입하였다. 제안된 수치해석 모델의 타당성 검증을 위하여 실험결과와의 비교연구를 수행하였으며, 단자유도계 모델의 해석결과와의 비교를 통해 본 수치해석 모델의 우수성을 확인하였다. P-I 선도를 제작하여 부재의 휨 파괴 및 직접전단 파괴에 대한 저항성능을 평가하였으며, 매개변수 연구를 수행하여 P-I 선도 및 저항성능의 변화를 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.95-105
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• 1985

본(本) 논문(論文)은 재료(材料)의 성질(性質)이 직교(直交)하는 방향(方向)으로 상이(相異)한 이방성(異方性) 구조체(構造體)에 모멘트 하중(荷重)이 경계(境界)에 작용(作用)할 경우의 수직(垂直) 및 전단응력(剪斷應力)을 나타내는 엄밀 해석(解析)을 제시(提示)하였다. 모멘트하중(荷重)은 물론 탄성하중(彈性荷重)은 물론 탄소성하중(彈塑性荷重)과 극한하중(極限荷重)에 이르기까지의 하중(荷重)의 변화(變化)에 따른 구조체(構造體) 내부(內部)의 응력(應力)들을 해석적(解析的)인 방법(方法)으로 해석(解析)하였다. 이 해법(解法)은 평형조건(平衡條件)과 적합조건(適合條件)을 동시에 만족하는 탄성론적(彈性論的)인 엄밀해법(解法)이다. 따라서 이러한 문제(問題)를 해석(解析)하기 위하여 Airy 응력함수(應力凾數)를 이용(利用)하였다. 본(本) 해법(解法)의 타당성(妥當性)을 증명(證明)하기 위하여 이방성(異方性)인 경우의 방정식(方程式)들의 이방성(異方性) 상수(常數)들을 등방성(等方性)인 경우 상수(常數)들로 대치(代置)할 경우에 등방성(等方性)인 경우의 방정식(方程式)들로 변환(變換)되지 않으면 안된다. 이를 검토하기 위하여 L'hospital 외 법칙(法則)을 이용(利用)하였다. 그 결과(結果) 이방성(異方性)인 경우의 모든 방정식(方程式)들은 등방성(等方性)인 경우 방정식(方程式)들로 정확히 변환(變換)되었고 이 식(式)들은 이미 연구된 자료들의 값들과 비교(比較)된 결과(結果) 동일한 값을 얻었다. 본(本) 해법(解法)의 방정식(方程式)들은 간단(簡單)한 형태(形態)로 구성(構成)되어있어 수치결과(數値結果)를 누구나 정확히 얻을 수 있는 장점이 있다. 응력(應力)의 값을 얻기 위한 재료(材料)의 성질(性質)이나 구조적(構造的) 성질(性質)에 따라 결정되는 이방성상수(異方性常數)를 3 단합판중첩합판과 강보강판(鋼補鋼板), 철근콘크리트판(板)을 예(例)를 들어 표(表)로 표시(表示)하였고 수치결과(數値結果)는 3 단합판(段合板)을 예(例)를 들어 나무결을 두가지 방향(方向)으로 강축(强軸)을 바꾸어 각각의 수직(垂直) 및 전단응력(剪斷應力)을 구(求)하여 도표(圖表)로 표시(表示)하였으며 그 결과 응력(應力)의 분포(分布)는 재료(材料)의 성질(性質)과 보강부재(補强部材)의 배치 내용에 따라 달라지는 강축(强軸)의 방향(方向)에 따라 현저하게 달라지는 현상을 볼 수 있다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.9-21
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• 2012

Concrete filled steel tube (CFT) columns have been widely used in moment resisting frame structures both in seismic zones. This paper discusses the design of such members based on the advanced methods introduced in the 2005 AISC Specification and the 2005 Seismic Provisions. This study focuses particularly on design following both linear and nonlinear methods utilizing equivalent static and dynamic loads for low-rise moment frames. The paper begins with an examination of the significance of pseudo-elastic design interaction equations and the plastic ductility demand ratios due to combined axial compressive force and bending moment in CFT members. Based on advanced computational simulations for a series of five-story composite moment frames, this paper then investigates both building performance and new techniques to evaluate building damage during a strong earthquake. It is shown that 2D equivalent static analyses can provide good design approximations to the force distributions in moment frames subjected to large inelastic lateral loads. Dynamic analyses utilizing strong ground motions generally produce higher strength ratios than those from equivalent static analyses, but on more localized basis. In addition, ductility ratios obtained from the nonlinear dynamic analysis are sufficient to detect which CFT columns undergo significant deformations.