Structural health monitoring via torsional stiffness estimation and bistable vibration isolation meta-stable systems
연구 내용
회전체의 균열로 인한 비틀림 강성 변화를 회전 속도 센서 기반 추정으로 정량화하고 진동 절연용 비선형 강성 구조를 설계하는 연구
본 연구는 회전체의 균열로 인한 torsional stiffness 저하를 추정하여 구조 건전성을 진단하는 방법을 다룹니다. 회전 속도 센서 두 개만으로 회전체의 강성을 시변 파라미터로 모델링하고, adaptive extended Kalman filtering 기반 추정으로 균열 유발 강성 감소를 추정하며 피로 균열 성장도 강성 변화량으로 정량 평가하는 절차를 구성합니다. 동시에 개구부 골격 구조를 모사한 hair-cell-bundle의 adaptive bistable stiffness 특성을 수학적 비선형 모델로 정식화하고, harmonic balance와 bifurcation 분석을 통해 광대역 진동 응용과 절연 구조 설계의 근거를 마련합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
2편
관련 특허
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1건
연구 흐름
초기 연구는 균열로 인한 강성 변화를 “추정 대상 시변 파라미터”로 두고, 회전 속도 센서 기반 계측 모델을 구성한 뒤 adaptive extended Kalman filtering으로 추정하는 방향으로 진행되었습니다. 이어서 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 강성 감소와 피로 균열 성장의 정량 평가 가능성을 확인했습니다. 동시에 생체 모사 비선형 강성 개념을 기반으로 bistable stiffness의 비선형 응답과 분기 거동을 분석하여 진동 응용의 설계 변수를 도출하는 연구로 확장했습니다. 이후 진동 절연 목적의 자연 모사 메타안정기 개발 과제로 연결되는 궤적을 유지했습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Crack Monitoring in Rotating Shaft Using Rotational Speed Sensor-Based Torsional Stiffness Estimation with Adaptive Extended Kalman Filters
Harnessing adaptive bistable stiffness of hair-cell-bundle structure for broadband vibration applications
관련 프로젝트
구분
제목
미래 모빌리티의 초저주파수 진동 절연을 위한 자연 모사 메타안정기