적층식 석탑의 진동 시스템 인식

김병화,Kim, Byeong Hwa 한국지진공학회 2017 한국지진공학회논문집 Vol.21 No.5

This study proposes a numerical model to explain the closely placed double modes in the vibration of a layered stone pagoda system. The friction surface between the stones is modelled as the Timoshenko finite element while each stone layer is modelled as a rigid body. It is assumed that the irregular asperity on the friction surface enables the stone to be excited. This results in the closely placed modes that are composed of natural modes and self-excited modes. To examine the validity of the proposed model, a set of modal testing and analysis for a layered stone pagoda mock-up model has been conducted and a set of closely placed double modes are extracted. Applying the extended sensitivity-based system identification technique, the various system parameters are identified so that the modal parameters of the proposed numerical model are the same with those of the experimental mock-up. For a horizontal impulse excitation, the simulated acceleration responses are compared with measurements.

진동수를 이용한 승강기 와이어로프의 장력 추정

김병화,정선종,이도형,Kim. Byeong Hwa,Jeong. Seon Jong,Lee. Do Hyung 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.3

본 연구에서는 고유진동수를 이용하여 승강기 와이어 로프의 장력을 추정하는 방법에 대하여 소개한다. 제안 방법은 와이어로프의 진동수를 가속도계를 이용하여 계측하고 현이론법과 선형회귀법를 이용하여 장력을 추정하는 것이다. 제안 방법의 유효성을 검증하기 위하여 실물 승강기에 대하여 다양한 하중상태에 대하여 실험을 수행 하였다. 실험결과로부터 현이론법 및 선형회귀법 모두 오차범위 <TEX>${\pm}10%$</TEX> 이내로 정확한 값을 추정할 수 있었으며, 제안 방법은 승강기 와이어로프 장력추정 실무에서의 적용이 가능성할 것으로 판단된다. This study introduces the estimation technique of tension force on elevator wire rope using measured frequencies. The proposed approach estimates tension force of elevator wire rope by appling the measured frequencies into the taut string theory or linear regression technique. Such frequencies are measured by accelerometers attached on elevator wire rope. To validate the proposed approach, the various experimental cases for real elevator wire ropes are conducted. The results reveal that both the taut string theory and the linear regression technique show an error bound of <TEX>${\pm}10%$</TEX>. Thus, in practice, the proposed approach could be used for the estimation of tension force on elevator wire rope.

버스용 공조시스템의 기술동향

김병화,Kim Byeong-Hwa 대한설비공학회 2006 설비저널 Vol.35 No.10

안전관리 우수 사업장 탐방 - LG전선 구미공장

김병화,Kim, Byeong-Hwa 대한산업안전협회 2000 안전기술 Vol.34 No.-

부착식 PSC 텐던의 종진동 탄성파 속도의 추정 방법

김병화,김수진,이도형,Kim. Byeong Hwa,Kim. Soo Jin,Lee. Do Hyung 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.2

본 연구는 부착식 PSC 텐던의 종진동 탄성파속도를 정확히 추출하기 위한 가장 효율적인 방법을 제안한다. 도입 긴장력이 다른 부착식 PSC 시험체에 대하여 종진동 실험이 수행되었다. 계측된 구조응답으로부터 탄성파속도를 추정하기 위하여 필터링된 가속도 신호를 이용한 방법, 속도 신호를 이용한 방법, 반향파를 이용한 방법, 그리고 주파수를 이용한 방법 등이 비교 검토 되었다. 비교 분석결과를 살펴보면, 가속도 신호를 이용하는 방법이 실용적인 측면에서 가장 효율적임을 알 수 있다. This study proposes a most effective way to estimate longitudinal elastic wave velocity of bonded PSC tendon. Various longitudinal vibration tests are conducted for bonded prestressed concrete beams with different applied prestress levels. To estimate elastic wave velocity from measured structural responses, the various estimation techniques are examined such as utilization of acceleration time history, velocity time history, reflected acceleration time history, measured frequency, etc. The comparison results show that the utilization of filtered acceleration is most effective way in practice to estimate elastic wave velocity in an impact-echo test.

TDD기법을 이용한 고속철도 교량의 동특성 추출

김병화,Kim, Byeong Hwa 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.6

열차운행주파수가 철도교의 고유진동수와 일치하면, 철도교의 공진은 피할 수 없다. 또한, 열차가 교량을 매우 빠르게 통과하면, 계측 가능한 시간응답의 샘플 수는 매우 적다. 본 논문은 그러한 경우에 대하여 철도 교량의 동특성을 매우 효과적으로 추출할 수 있는 TDD기법과 SI기법을 소개한다. 열차통과 직후에 교량의 자유진동 시간응답구간의 상호상관을 이용하여 모드형상은 TDD기법으로 추출하고, 고유진동수 및 감쇠비 등의 시간변수들은 SI기법으로 추출한다. 경부고속철도 시스템에 위치한 2경간 강합성교량의 동특성 추출실험을 통하여 TDD기법과 SI기법의 현장 적용성이 검토되었다. 동특성 추정결과는 기존의 ERADC기법의 결과와 비교 검토되었다. 추정결과는 기존의 방법을 이용하여 획득된 결과와 매우 잘 일치한다. When the crossing frequency of a train meets the natural frequency of a railway bridge, the bridge is bound to become resonant. There are few available time response samples involving a train that passes a bridge at high speed. Very effective modal-parameter extraction techniques for such special high-speed railway bridge conditions are introduced in this paper. Utilizing the cross-correlations of the free-vibration responses after the train passes, mode shapes and the temporal modal parameters (e.g., natural frequency and damping ratio) are extracted using the TDD and SI techniques, respectively. This approach has been applied to a two-span steel composite bridge in the Kyung-Bu high-speed railway system. The estimation results were compared with those obtained using the existing methods. The results fully coincide with those that were extracted using the existing aforementioned technique.

프리스트레스 콘크리트 보의 긴장력과 종진동특성 사이의 관계

김병화(Kim, Byeong Hwa),김수진(Kim, Soo Jin),여금수(Yeo, Keum Soo),장정범,이홍표,Park, Min Seok,Park, Heui Gu 한국구조물진단유지관리학회 2009 한국구조물진단학회 학술발표회논문집 Vol.2009 No.2

This study investigates the experimental relationship between applied prestress force level and dynamic property of a bonded prestressed concrete beam. Total six prestressed concrete beams with different stress levels have been constructed for this investigation. The various axial vibration tests have been conducted to extract dynamic characteristics of the prestressed concrete beams. It turns out that the axial frequency, elastic wave velocity and elastic modulus nonlinearly increase as the prestress force level increases.

서해대교 사장교의 동특성 추출 : Ⅱ. 고유진동수와 감쇠비

김병화(Kim Byeong Hwa),박종칠(Park Jong-Chil) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.5A

본 논문은 상시진동데이터로부터 구조물의 고유진동수 및 감쇠비를 추정하는 기법을 소개한다. 제안된 기법은 TDD기법에서 추출된 모드형상과 상호상관신호로부터 직교 잡음이 제거된 자유진동함수를 추출하고 시스템 인식기술을 적용하여서 각 모드별 고유진동수와 감쇠비를 추정한다. 제안 알고리즘의 정확도는 수치적으로 기존의 기법과 비교분석 되었다. 제안 알고리즘의 현장 적용성 검토는 서해대교 보강형의 수직방향 가속도에 대한 상시진동데이터를 통하여 검증되었으며, 총 24개의 저차모드가 추출되었다. This paper introduces a new technique that can extract natural frequencies and damping ratios from output-only vibration data. Firstly, the free vibration data is obtained from the cross correlations of the output-only response data using a singular value decomposition process. Secondly, the well-known system identification algorithm is applied to extract the natural frequencies and damping ratios from the extracted free vibration data. Comparing to ERADC technique, the accuracy of the proposed modal parameter identification algorithm has been numerically examined. Furthermore, the practicability of the proposed algorithm has been examined through the output-only acceleration data collected from the Seohae cable-stayed bridge. Using the proposed technique, total 24 modes have been identified for the deck plate motions of the bridge.

진동기반의 SI 기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 : Ⅱ. 현장적용

김병화(Kim Byeong Hwa),문석용(Moon Seokyong),배인환(Bae In Hwan),박대효(Park Taehyo) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.2A

본 논문은 시스템 인식 기법을 이용한 현수교 행어의 장력 추정 방법에 대한 현장 적용 사례를 소개한다. 이를 위하여 영종대교의 행어에 대한 고유진동수 및 고유형상의 계측이 수행되었다. 계측된 데이터를 통하여 클램프의 구속에 의한 행어의 동적 특성이 확인되었고 제안된 장력 추정 방법에서 모델의 적합성 및 시스템 인식의 정확성이 검증되었다. 최종적인 장력 추정 결과는 기존에 보고된 결과와 비교검토되었다. 긴 행어에 대해서는 기존의 보고된 장력값과 비슷하였으나 짧은 행어에 대해서는 큰 차이를 보였다. This paper introduces a field application of a newly proposed tension estimation method for a double hanger cable system in suspension bridges. As described in the accompanying paper, the method is based on the frequency-based system identification technique in conjunction with a finite element analysis. A set of field modal testing has been completed to measure a set of the natural frequencies and the mode shapes of hanger cables in the Yong-Jong Grand Suspension Bridge. From the measured data, the interesting dynamic characteristics of double hanger cable system due to a clamp have been revealed. Next, the feasibility and applicability of the proposed method are examined for the field data. The results are compared with those of the previous study. The estimated tension of the proposed approach is similar to that of the existing method if the length of hanger cable is relatively long. However, a significant difference has been found in the case of relatively short hanger cable system.

SI기법을 이용한 변단면 PSC 거더의 층상화 단면해석

김병화(Kim Byeong Hwa),박대효(Park Taehyo),전혜관(Jeon Hye-Kwan) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.6A

본 연구는 곡선배치 텐던을 갖는 변단면 PSC의 전단을 고려한 층상화 단면해석기술을 소개한다. 곡선배치 텐던의 전단평형을 고려하기 위해서, 각 층상화 단면에서 전단응력을 직접 산출 할 수 있는 새로운 방법과 각 층상화 단면의 변형률 산정시 기존의 반복법보다 수렴 속도가 효율적인 시스템인식기법을 적용하였다. 제안기법은 변단면 PSC보의 정재하실험 결과와 비교분석 되었으며, 추정된 구조응답과 실험결과가 잘 일치하고 있다. 또한, 동일 조건에서 변단면 PSC보와 균등단면 PSC보의 거동특성이 비교분석되었다. 분석결과을 살펴보면, 휨강성은 변단면과 균등단면이 동일하지만, 전단강성은 변단면이 균등단면 보다 크다. 더욱이, 변단면의 자중이 균등단면보다 크지만 변단면의 최대처짐이 균등단면 보다 작다. This study introduces a layered sectional analysis for a PSC girder with a vaiable cross section and curved tendons. To consider the shear equilibrium at a concrete layer with curved tendons, the shear stress distribution has been computed at each section. In addition, to improve the convergence to the solution, a system identification technique is newly adopted in the solution process for strain computation. To examine the feasibility of the proposed approach, a static load test has been conducted for a full scale PSC girder with variable cross section. The prediction shows a good agreement with experiment. It is seen that a uniform cross section has the same moment capacity with a variable cross section while the variable cross section has more shear capacity than the uniform cross section. It is also noted that the maximum displacement of a variable cross section is a little smaller than a uniform cross section.