본 논문에서는 랜덤한 축대칭 기하학적 초기결함을 갖는 원통이 축방향 충격하중을 받는 경우의 반경방향 변위가 임계기준치를 최초로 통과하는 확률론적 충격좌굴 파괴시간을 해석할 수 있는 방법을 제시하였다. 랜덤한 기하학적 초기결함의 생성을 위해 초기결함의 평균함수 및 상관함수를 이용하여 확률장을 형성하는 방법을 사용하였다. 본 논문에서 제시된 방법은 실제적인 기하학적 초기결함이 갖는 불확실성을 취급하는데 적절하고 실용적이므로 이를 고려한 원통의 구조안전도해석에 이용할 수 있다.

수산업분야의 생력화와 조업공정의 단축으로 새로운 활로를 개척할 수 있는 방안으로 보조기계들의 유압화 및 대형화에 사용되는 후벽 유압실린더는 작동응력 거동의 분석과 파손예측의 정확성이 강구되어야만 기계고장으로 인한 해난사고의 개연성을 미연에 감소시킬 수 있다. 균일한 내압을 받는 대형선박용 유압실린더를 수치해석적 방법인 경계요소법을 사용하여 각종 응력 해석의 시도는 엄밀해나 유한요소법의 결과와 비교적 양호하게 일치하고 있다. 축대칭 형상에 대한 반경방향 응력이나 원주방향 응력의 BEM 해석결과는 단일절점과 이중절점 모두 최대 25MPa의 압축응력이나 최대 52MPa의 인장응력이 작용하고 있으므로 재료의 허용응력내에서 작동하고 있음을 알 수 있다. 이중절점 형상함수(double node shape function)를 사용하여 원통형 형상의 구조물에 대한 수치계산 결과의 정확도를 높힐수 있었으며 입력데이터의 증가는 오차감소에 기여하였으나 프로그램의 실행시간(run-time)을 증가시켰다. 코너에서의 트랙션벡터의 불연속 현상을 해결하기 위한 이중절점의 사용은 영역 내부해의 안정성을 확보하였고 경계부근에서의 내부해의 발산을 제거하기 위한 이중지수형 적분법 사용은 해석결과의 오차를 효과적으로 감소시켰다.

In this study, the SMG fluid was developed for compensating the defect of the MR Fluid that is commonly used in Semi-active control system. And the damper with SMG fluid have been developed for practical application. The dynamic load test was conducted to evaluate the control performance of the SMG damper at 0.5Hz and 1Hz frequency conditions and 0A and 0.5A current conditions. As a result, the remarkable performance of the SMG damper was verified.

For dismantling heavy structure under special environment in radioactivity, there are many problems which should be tele-operated and feedback a cutting force for cutting a thick structure such as concrete. When operator dismantles a thick heavy concrete structure, it is in sufficient to judge whether robot is contacting or not with environment by using only vision information. To overcome this problem, force feedback and impedance model based bilateral control are introduced. The sliding mode control with sliding perturbation observer (SMCSPO) based bilateral control is applied and surveyed to a single rod hydraulic cylinder in this paper. The sliding mode control is used for robustness against a disturbance. The sliding perturbation observer is used for estimation of a reaction force such as cutting force. The bilateral control is executed using the information of reaction force estimated by SMCSPO. The contribution of this paper is that the estimation method and bilateral control of the single rod hydraulic cylinder are introduced and discussed by experiment.

In order to contain as much information as possible in a single image, a wide FOV(Field-Of-View) imaging system is required. The catadioptric imaging system with hyperbolic cylinder mirror can acquire over 180 degree horizontal FOV realtime panorama image by using a conventional camera. Because the hyperbolic cylinder mirror has a curved surface in horizontal axis, the original image acquired from the imaging system has the geometrical distortion, which requires the image processing algorithm for reconstruction. In this paper, the image reconstruction algorithms for two cases are studied: (1) to obtain an image with uniform angular resolution and (2) to obtain horizontally rectilinear image. The image acquisition model of the hyperbolic cylinder mirror imaging system is analyzed by the geometrical optics and the image reconstruction algorithms are proposed based on the image acquisition model. To show the validity of the proposed algorithms, experiments are carried out and presented in this paper. The experimental results show that the reconstructed images have a uniform angular resolution and a rectilinear form in horizontal axis, which are natural to human.

일반적으로 방사선 선원의 강도는 거리의 역자승 법칙을 따른다. 그러나 방사선 선원과 검출기와의 거리가 가까울수록 거리의 역자승 법칙 실험은 이론과 실험의 일치하지 못하는 오류를 가져오게 된다. 본 연구에서는 방사선 선원과검출기와의 거리에 따른 거리의 역자승 법칙이 실제 실험에서는 정확하게 성립하지 않는 이유를 실험적으로 확인하였다. 그리고 이 문제를 해결하기 위하여 측정된 방사능을 보정하기 위하여 보정계수를 실험적으로 얻었다. 측정에 사용한 검출기는 2˝×2˝ø NaI(Tl) 신틸레이션 검출기를 사용하였고, 방사선에너지의 변화에 따른 효과를 확인하기 위하여감마선 선원 60Co(1.174 MeV, 1.333 MeV)와 137Cs(0.662 MeV)에 대한 실험도 병행하였다. 측정에서 얻어진 거리의역자승 법칙의 결과들을 보정계수를 이용하여 측정값들을 보정한 결과 거리의 역자승 법칙과 매우 일치하는 경향을 보였고, 오류에 대한 원인을 실험적으로 확인하였다. 이러한 결과는 유한한 체적을 가진 검출기를 사용하여 방사선의 강도가 거리의 역자승에 반비례하는 실험을 할 경우 모두 해당되는 문제이므로 본 연구의 결과는 방사선계측 분야에 매우 유용하게 사용되어질 것으로 사료된다.

수중 방파제 피복작업은 사석의 유실을 방지하기 위해 방파제 겉면에 2-3ton의 돌을 쌓는 작업으로 현재 잠수부에 의해 수작업으로 시공을 하고 있다. 수중에서의 사야문제와 작업의 특성상 잠수부의 육감에 의해 공사가 시행되며 작업 과정에서 산업재해가 빈번히 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 수중 방파제 피복작업을 위한 수중항만공사 로봇을 개발하였다. 로봇의 유압 실린더 제어를 위해 위치 센서가 필요한데 기존 센서는 구동축에 부착되어 방수가 어렵고 건설현장에서 사용하기에는 내구성이 좋지 못하다. 하지만 압력센서는 유압라인상의 임의의 위치에 부착이 가능하므로 방수박스 내부에 설치할 수 있어 방수가 용이하고 내구성을 높일 수 있다. 따라서 본 논문에서는 압력센서를 이용하여 수중항만공사 로봇의 유압 실린더 변위를 간접적으로 측정하는 관측기를 설명한다.

원형실린더가 균일한 유입유동에서 자유수면 으로부터 깊이를 달리했을 경우 박리점, 경계층 및 칼만 와열의 주기 등의 변화로 인하여 시스템 전체 에너지에 변화를 초래한다. 본 연구에서는 원형실린더의 침수 깊이를 변화시키며 Re=1.0×103에서 유동장을 계측하였다. 2차원 그레이 레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 원형실린더 주위의 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하는 방법을 적용하였다. 자유수면의 점성과 마찰에 의해 발생하는 원형실린더 주변유동은 경계층을 변화시키고 후류유동에 교란을 일으킨다. 특히, 몰수체의 깊이가 d=1.0D의 경우에 있어서 경계층의 변화가 후류로 길게 형성되었다. 원형실린더의 깊이가 d=1.5D에서부터 자유수면의 영향이 감소하고 칼만 와열이 발달하였다.

벼 품종특성을 고려한 입형분리 최적조건을 설정하기 위하여 다양한 입형 특성을 갖는 41품종의 쌀을 입형분리의 체눈 직경 3.5, 3.8 및 4.2 mm, 싸라기 수거함의 각도 5, 15, 30˚ 조건에서 싸라기 분리능을 비교시험 하였고 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 싸라기 제거율은 기기적 측면에서 체눈의 직경과 깊이 및 싸라기 수거함의 각도, 품종적 측면에서 쌀알의 폭, 길이 및 천립중에 의해 주 영향을 받았다. 2. 싸라기 수거함의 각도는 지면과의 수평한 입형분리체 원통직경을 0도로 할 때 +5도와 +15사이에서 분리능이 좋았으며, +5도 이하에서는 완전미손실율 증가하고 각도가 높아질수록 완전미 손실율은 감소하나 분리된 싸라기 량도 감소되었다. 3. 기존 벼 품종에서 쌀알 기준으로 폭과 길이가 각각 2.9와 5.2 mm이상이고, 천립중이 22g 이상일 경우 4.2 mm이상, 폭이 작고 소립인 경우 3.8 mm, 그 밖의 중소립종은 3.8~4.2 mm의 체눈 직경이 적합할 것으로 판단되었다. 4. 립장이 작고, 립폭은 상대적으로 크면서 두께가 얇은 품종은 그렇지 않은 품종보다 싸라기 분리능이 떨어지는 경향이었으며, 품종에 따라 입형분리기 체눈의 직경은 크고 깊이는 얕은 체 눈 규격이 필요한 것으로 생각되었다. 5. 싸라기 비율이 상대적으로 지나치게 높을 경우에는 다소 완전미율의 소실이 있더라도 권장 체눈 크기보다 큰 쪽을 택하는 것이 싸라기 제거량을 높일 수 있었다.

원형실린더에 크기가 다른 제어봉을 부착하여 2차원 단면 유통특성에 대해서 시간평균유동장을 계측하여 근접후류 제어에 관하여 PIV기법을 적용하여 연구를 수행하였다. 모델시험은 각각 크기가 다른 제어봉을 적용하였으며(d/D=0.1~d/D=0.5) 레이놀즈수는 원형실린더의 직경을 기준으로 Re=15,000으로 적용하였다. 유동장의 속도분포론 획득하기 위해 2프레임 상호상관법을 이용하였다. 실험에 적용된 원형실린더(D=50mm)에 제어봉을 부착한 결과를 상호 비교함으로서 시간평균속도분포와 제어봉에 의한 유동제어 효과를 알 수 있었다.

부표시스템 침수체의 주요형상인 실린더에 원형 제어봉을 부착하여 2차원 단면의 유동특성에 대해서 수치해석을 수행하였다. 유속을 0.1m/s에서 0.5m/s로 변화시키면서 부표시스템 주위의 유동현상을 파악하고, 부표시스템의 효과적인 유동제어를 위해 실린더 (D=50mm)에 제어봉의 직경을 0.1D 에서 0.5D까지 부착하여 조류에 의한 압력분포를 조사하였다. 유동장내의 속도분포는 PIV 계측기법 중 2프레림 입자추적 법을 사용하여 수치해석의 정도를 높이고자 0.3m/s에서 비교 평가하였다. 실린더 주위의 압력분포는 0.2D의 제어봉을 부착하였을 경우, 유속의 변화에 관계없이 가장 양호한 경향을 보이는 것을 알 수 있었다.

해양구조물에 유기되는 파랑력과 해양파에 의한 해양 구조물의 운동특성에 대한 연구는 선형이론에 근거한 통계적인 방법에 의해 꾸준히 진행되어왔다. 이러한 연구는 선형이론의 제한성으로 인해 파 스펙트럼의 극한에 해당하는 극한파에 대해서는 적용하기 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 극한파에 의해 구조물에 작용하는 파랑하중을 추정하는 수치기법을 개발하였다. 수치기법으로는 변분법에 근거한 유한요소법을 사용하였다. 선형 파랑 집중법을 이용하여 수치적으로 극한파를 구현하였으며, 이를 이용하여 바닥면에 고정된 수직 실린더에 작용하는 파랑하중을 추정하였다. 또한 수직 실린더의 유탄성 응답을 고려하여 강체인 경우와 탄성체의 경우에서 극한파에 의한 파랑하중 변화를 고찰하였다.

컨테이너 크레인 스프레더는 체결시 발생하는 충격으로 인해 많은 고장이 발생한다. 이러한 충격력을 줄이기 위해 2자유도계 유압충격흡수장치를 설계하여 실린더 벽면의 치수변화가 감쇠계수에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 내부압력이 작용할 때 벽면 치수를 2～3Omm로 변화시켜 이때 발생하는 실린더 벽면과 피스톤 사이의 틈새는 측정한 결과 Sun이하의 치수에는 벽면형상 굴곡 되며 l0mm이상의 치수에서 감쇠계수에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.