Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea (한국지진공학회논문집)

Earthquake Engineering Society of Korea (한국지진공학회)
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Design Parameter Identification Using Transfer Function of Liquid Column Vibration Absorber (LCVA)

전달함수를 이용한 LCVA의 설계변수 분석

  • Published : 2009.08.31
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Abstract

The purpose of this study is to verify the transfer function of input acceleration and output control force by linearizing a velocity-dependent damping term of Liquid Column Vibration Absorber (LCVA). Analytical and experimental research is conducted to identify natural frequency, damping ratio and participated mass ratio of LCVA with various section ratios of vertical and horizontal areas. Findings obtained experimentally by the shaking table test are compared with analytical findings using optimization technique with constraints. The results indicate that the level of liquid and section ratio of LCVA affect the characteristics of damping ratio and mass ratio. Damping and mass ratio increase as the section of vertical column of LCVA decreases, due to turbulence in the elbow of LCVA.

본 연구의 목적은 첫째, 비선형성을 포함하는 액체기둥진동흡진기(LCVA)의 감쇠항에 대한 등가선형화된 운동방정식을 바탕으로하여 가진입력인 진동대 가속도와 출력인 제어력의 관계인 전달함수를 해석적인 식으로 규명하는 것이다. 둘째, LCVA의 주요설계변수인 수직기둥과 수평기둥의 단면적비의 변화에 따른 진동특성분석이다. 셋째, 동조의 수단으로 이용되는 수직기둥 액체의 높이를 변화시켜 진동특성을 분석하는 것이다. LCVA를 진동대 위에 설치하고 가진하여 제어력을 측정하여 실험 전달함수를 구하였다. 이것을 해석적인 전달함수와 비교 및 최적화작업을 수행하여 LCVA의 진동특성변수에 영향을 미치는 고유진동수, 감쇠비 및 질량비 등을 파악하였다. 실험결과, 액체 수위 및 단면적비의 변화에 따라 감쇠비 및 참여질량비의 특성이 변화하였다. 수직기둥과 수평기둥이 교차하는 엘보우에서 액체의 흐름 변화로 인하여, LCVA 실험체의 수직기둥 단면적이 작아질수록 감쇠비와 참여질량비가 증가하였다.

Keywords

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