Tension과 integrity의 합성어인 텐세그리티(tensegrity)는 bar와 스트링으로 힘의 균형을 통해 정적으로 안정한 구조를 유지한다. 따라서 로봇 등 시스템에 적용하였을 때, 구조가 원하는 형상을 구성할 때 정적으로 안정한지를 판단하는 것은 가장 기본적인 과정이라 할 수 있다. 본 논문에서는 텐세그리티 구조의 정적해석을 통해 구조의 초기 자체응력과 강성행렬, 외력과 구조의 관계를 파악하고 시스템 해석에 근거한 물리적 의미를 해석한다. 종래의 확장된 개념의 Maxwell's rule을 적용하여 bar의 수와 스트링의 수, 제한조건의 수를 통해 해당구조의 mechanism의 수와 초기응력의 수의 차를 통해 해당구조의 확정성을 측정할 수 있다. 하지만 이러한 정보만으로는 멤버의 길이변화 없이 움직일 수 있는 mechanism(inextentional mechanism)의 수와 구조의 변화 없이 가해질 수 있는 멤버의 힘의 조합(prestress)의 수를 알 수 없다. 이는 균형행렬을 통해 얻을 수 있고, 이 균형행렬을 통해 해당 외력에 대해 구조가 정적으로 안정한 구조를 가지기 위한 멤버의 힘의 조합을 얻을 수 있기 때문에 구조의 정적해석을 함에 있어 균형행렬을 올바르게 얻는 것은 중요한 문제라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 균형행렬을 효율적으로 얻는 방법을 정의한다. Inextensional mechanism은 finite mechanism과 infinitesimal mechanism으로 나뉜다. Finite mechanism은 멤버의 길이변화 없이 ...
Tension과 integrity의 합성어인 텐세그리티(tensegrity)는 bar와 스트링으로 힘의 균형을 통해 정적으로 안정한 구조를 유지한다. 따라서 로봇 등 시스템에 적용하였을 때, 구조가 원하는 형상을 구성할 때 정적으로 안정한지를 판단하는 것은 가장 기본적인 과정이라 할 수 있다. 본 논문에서는 텐세그리티 구조의 정적해석을 통해 구조의 초기 자체응력과 강성행렬, 외력과 구조의 관계를 파악하고 시스템 해석에 근거한 물리적 의미를 해석한다. 종래의 확장된 개념의 Maxwell's rule을 적용하여 bar의 수와 스트링의 수, 제한조건의 수를 통해 해당구조의 mechanism의 수와 초기응력의 수의 차를 통해 해당구조의 확정성을 측정할 수 있다. 하지만 이러한 정보만으로는 멤버의 길이변화 없이 움직일 수 있는 mechanism(inextentional mechanism)의 수와 구조의 변화 없이 가해질 수 있는 멤버의 힘의 조합(prestress)의 수를 알 수 없다. 이는 균형행렬을 통해 얻을 수 있고, 이 균형행렬을 통해 해당 외력에 대해 구조가 정적으로 안정한 구조를 가지기 위한 멤버의 힘의 조합을 얻을 수 있기 때문에 구조의 정적해석을 함에 있어 균형행렬을 올바르게 얻는 것은 중요한 문제라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 균형행렬을 효율적으로 얻는 방법을 정의한다. Inextensional mechanism은 finite mechanism과 infinitesimal mechanism으로 나뉜다. Finite mechanism은 멤버의 길이변화 없이 노드의 움직임이 자유로운 mechanism을 말하며, infinitesimal mechanism은 멤버의 길이변화 없이 노드의 미세한 움직임을 만드는 mechanism을 말한다. 본 논문에서는 이러한 mechanism을 강성행렬의 eigenvalue를 통해 구분하는 차별화된 방법을 제안하고 infinitesimal mechanism과 finite mechanism을 새로이 정의한다. 또한 정적해석함에 있어 외력이 구조에 작용하는 영향에 대한 분석이 필요로 한다. 이를 위해서 텐세그리티의 멤버의 조합으로 견딜 수 없는 외력의 방향과 mechanism의 방향과의 관계를 정의하고, 초기응력의 크기와 외력에 의한 변위를 통해 구조의 강성과의 관계를 확인한다. 강성행렬은 구조의 안정성과 강성을 의미하는 행렬로, 기존의 방법을 통해 강성행렬을 얻기 위해서는 많은 연산을 반복해야한다. 특히 텐세그리티 구조를 로봇과 같이 복잡한 시스템의 강성행렬을 얻기 위해서는 더욱 계산량이 많아진다. 따라서 이러한 연산시간을 줄이기 위해 본 논문에서는 좀 더 간단한 방법을 제시한다. 마지막으로 위와 같은 내용의 타당성을 확인하기 위해 기존의 프리즘을 통해 수치적으로 분석하였다. 이를 통하여 본 논문에서 제안하는 방식의 강성행렬을 보이고 기존의 강성행렬과 같음을 보여 검증하고 편리성을 확인한다. 또 정적 안정성의 조건, 고유값의 의미, 외력과 초기 자체응력과 관계에 관한 해석을 확인한다.
Tension과 integrity의 합성어인 텐세그리티(tensegrity)는 bar와 스트링으로 힘의 균형을 통해 정적으로 안정한 구조를 유지한다. 따라서 로봇 등 시스템에 적용하였을 때, 구조가 원하는 형상을 구성할 때 정적으로 안정한지를 판단하는 것은 가장 기본적인 과정이라 할 수 있다. 본 논문에서는 텐세그리티 구조의 정적해석을 통해 구조의 초기 자체응력과 강성행렬, 외력과 구조의 관계를 파악하고 시스템 해석에 근거한 물리적 의미를 해석한다. 종래의 확장된 개념의 Maxwell's rule을 적용하여 bar의 수와 스트링의 수, 제한조건의 수를 통해 해당구조의 mechanism의 수와 초기응력의 수의 차를 통해 해당구조의 확정성을 측정할 수 있다. 하지만 이러한 정보만으로는 멤버의 길이변화 없이 움직일 수 있는 mechanism(inextentional mechanism)의 수와 구조의 변화 없이 가해질 수 있는 멤버의 힘의 조합(prestress)의 수를 알 수 없다. 이는 균형행렬을 통해 얻을 수 있고, 이 균형행렬을 통해 해당 외력에 대해 구조가 정적으로 안정한 구조를 가지기 위한 멤버의 힘의 조합을 얻을 수 있기 때문에 구조의 정적해석을 함에 있어 균형행렬을 올바르게 얻는 것은 중요한 문제라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 균형행렬을 효율적으로 얻는 방법을 정의한다. Inextensional mechanism은 finite mechanism과 infinitesimal mechanism으로 나뉜다. Finite mechanism은 멤버의 길이변화 없이 노드의 움직임이 자유로운 mechanism을 말하며, infinitesimal mechanism은 멤버의 길이변화 없이 노드의 미세한 움직임을 만드는 mechanism을 말한다. 본 논문에서는 이러한 mechanism을 강성행렬의 eigenvalue를 통해 구분하는 차별화된 방법을 제안하고 infinitesimal mechanism과 finite mechanism을 새로이 정의한다. 또한 정적해석함에 있어 외력이 구조에 작용하는 영향에 대한 분석이 필요로 한다. 이를 위해서 텐세그리티의 멤버의 조합으로 견딜 수 없는 외력의 방향과 mechanism의 방향과의 관계를 정의하고, 초기응력의 크기와 외력에 의한 변위를 통해 구조의 강성과의 관계를 확인한다. 강성행렬은 구조의 안정성과 강성을 의미하는 행렬로, 기존의 방법을 통해 강성행렬을 얻기 위해서는 많은 연산을 반복해야한다. 특히 텐세그리티 구조를 로봇과 같이 복잡한 시스템의 강성행렬을 얻기 위해서는 더욱 계산량이 많아진다. 따라서 이러한 연산시간을 줄이기 위해 본 논문에서는 좀 더 간단한 방법을 제시한다. 마지막으로 위와 같은 내용의 타당성을 확인하기 위해 기존의 프리즘을 통해 수치적으로 분석하였다. 이를 통하여 본 논문에서 제안하는 방식의 강성행렬을 보이고 기존의 강성행렬과 같음을 보여 검증하고 편리성을 확인한다. 또 정적 안정성의 조건, 고유값의 의미, 외력과 초기 자체응력과 관계에 관한 해석을 확인한다.
Tensegrity which is a compound of "tension" and "integrity" maintains a statically stable structure by force equilibrium with bars and strings. When it applies to robotics, it is important whether this structure is statically stable or not. In this dissertation, we identify the relationships between...
Tensegrity which is a compound of "tension" and "integrity" maintains a statically stable structure by force equilibrium with bars and strings. When it applies to robotics, it is important whether this structure is statically stable or not. In this dissertation, we identify the relationships between prestress, stiffness matrix, and external force based on interpretation of system through a static analysis. Using the concept of the extended Maxwell's rule, we can determine structural determinacy which is known by a difference between the numbers of prestress modes and mechanisms in terms of the numbers of bars, strings, and constraints. However, it is difficult to find out the possible combinations of numbers of prestress and mechanism directly. In this dissertation, we provide a way to easily obtain those combinations by using a equilibrium matrix. The corresponding external forces can be determined for the structure members to have a statically stable structure for combination. Thus getting a proper equilibrium matrix is a fundamental step to take. Inextensional mechanisms can be divided into finite mechanisms and infinitesimal mechanisms. Finite mechanisms are those where the nodes can move freely with no change of the members, and infinitesimal mechanisms are those where infinitesimal changes in length of the members occur when the nodes move. This paper propose a different method to distinguish mechanisms by using the stiffness matrix's eigenvalue and to define infinitesimal mechanisms and finite mechanisms. It is necessary to analyze a effect of structure, when external force is applied, about how it is going to be deformed. We identify the directions of external forces which cannot be withstood against combinations of member forces. and this confirms how many modes of prestresses and/or deformations of the structure. Traditional method to get stiffness matrix requires a great deal of calculations. Specially, tensegrity structure needs a large amount of computation in order to obtain the stiffness matrix to be used in a complicated application like in robotics. Therefore, to reduce computation time, we propose a simpler method to obtain it. Finally, in order to confirm the validity of the theory, we numerically verify them through a simple tensegrity prism and show the equality between the conventional stiffness matrix and the stiffness matrix proposed in this study, and convenience of the proposed one. Finally we check the condition of the static stability, the relationship between external forces and initial self-stress, and the interpretation of the meaning of the eigenvalue.
Tensegrity which is a compound of "tension" and "integrity" maintains a statically stable structure by force equilibrium with bars and strings. When it applies to robotics, it is important whether this structure is statically stable or not. In this dissertation, we identify the relationships between prestress, stiffness matrix, and external force based on interpretation of system through a static analysis. Using the concept of the extended Maxwell's rule, we can determine structural determinacy which is known by a difference between the numbers of prestress modes and mechanisms in terms of the numbers of bars, strings, and constraints. However, it is difficult to find out the possible combinations of numbers of prestress and mechanism directly. In this dissertation, we provide a way to easily obtain those combinations by using a equilibrium matrix. The corresponding external forces can be determined for the structure members to have a statically stable structure for combination. Thus getting a proper equilibrium matrix is a fundamental step to take. Inextensional mechanisms can be divided into finite mechanisms and infinitesimal mechanisms. Finite mechanisms are those where the nodes can move freely with no change of the members, and infinitesimal mechanisms are those where infinitesimal changes in length of the members occur when the nodes move. This paper propose a different method to distinguish mechanisms by using the stiffness matrix's eigenvalue and to define infinitesimal mechanisms and finite mechanisms. It is necessary to analyze a effect of structure, when external force is applied, about how it is going to be deformed. We identify the directions of external forces which cannot be withstood against combinations of member forces. and this confirms how many modes of prestresses and/or deformations of the structure. Traditional method to get stiffness matrix requires a great deal of calculations. Specially, tensegrity structure needs a large amount of computation in order to obtain the stiffness matrix to be used in a complicated application like in robotics. Therefore, to reduce computation time, we propose a simpler method to obtain it. Finally, in order to confirm the validity of the theory, we numerically verify them through a simple tensegrity prism and show the equality between the conventional stiffness matrix and the stiffness matrix proposed in this study, and convenience of the proposed one. Finally we check the condition of the static stability, the relationship between external forces and initial self-stress, and the interpretation of the meaning of the eigenvalue.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.