• Title/Summary/Keyword: 감쇠진동

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Vibration Control of Asymmetric Buildings Using Viscoelastic Dampers (점탄성 감쇠기를 이용한 비대칭 건물의 진동제어)

  • 김진구;방성혁;이진수
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.13-19
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    • 2001
  • 본 연구에서는 진동제어를 목적으로 강성이 비대칭적으로 분포된 구조물에 점탄성 감쇠기를 설치할 경우 비틀림 응답을 줄이기 위한 감쇠기의 효과적인 배치방법에 관하여 연구하였다. 비대칭 구조물의 응답에 미치는 점탄성 감쇠기의 효과를 알아보기 위하여 비대칭 비비례감쇠시스템의 특성방정식을 유도하고, 고유치해석을 통해 감쇠기가 설치된 비틀림 건물의 거동특성을 파악하였다. 이를 바탕으로 강성 편심 및 진동수비에 따른 최적 감쇠 편심을 찾아 이를 3차원 그래프로 나타내었다. 이를 이용하여 비대칭건물에 감쇠기를 설치했을 때 같은 양의 감쇠기를 대칭으로 설치하였을 때 보다 그 효과가 더욱 향상되는 것으로 나타났다. 또한 비대칭 건물의 비틀림제어면에서 점탄성 감쇠기가 점점 감쇠기보다 우수한 것으로 나타났다.

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Optimal Design of Viscoelastic Dampers in Building Frames by Eigenvalue Assignment (건축구조물에서 고유값 지전에 의한 점탄성 감쇠기의 최적설계)

  • Son, Dong-In;Lee, Sang-Hyun;Park, Ji-Hun;Kim, Jin-Koo
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.125-138
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    • 2001
  • 고유진동수와 감쇠비는 지진이나 바람과 같은 동적 횡하중에 대해 구조물의 응답을 결정하는 주요한 특성이다. 본 연구는 지진하중에 대하여 목표응답 수준을 만족하는 구조물의 고유진동수와 감쇠비를 지정하고, 이 값을 실현하는 점탄성 감쇠기 파라미터의 처적분포를 구하는 설계방법을 제안한다. 여기서 지정할 고유진동수와 감쇠비는 목표응답 수준을 만족하는 여러 조합 중 설계조건과 원래 건물의 특성에 따라 결정될 수 있다. 제안한 설계방법은 점탄성 감쇠기의 감성 파라미터를 고유값의 기울기 정보를 바탕으로 분포시키므로 최적 위치와 크기에 대한 정보를 동시에 제공한다. 예제로서 평면 10층 전단 건물을 대상으로 최적설계를 수행하여 지정된 고유값을 실현하는 파라미터의 최적분포를 구하고 이를 통해 제안한 최적 설계의 특성을 확인하였다. 또한 더 나아가 3차원 일방향 비대칭 전단전물에 제안된 최적설계를 수행하여 그에 대한 적용가능성을 확인하였다.

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The Control of Vertical Vibration of Building Slabs using Tuned Mass Dampers (동조질량 감쇠기에 의한 건물 바닥판의 연직진동제어)

  • 이동근;김진구;안상경
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.2 no.4
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    • pp.103-114
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    • 1998
  • The floors of building structures equipped with vibrating machines can be susceptible to large vibration as a result of resonance or beating. Such a vibration can be reduced efficiently by using tuned mass dampers. However, the effectiveness of the damper depends greatly on the location and the natural frequency of the damper. To determine the optimum damper location is especially important since the dynamic behavior of a building structure varies with the location of the input loading. To this end, it is intended to decide the location and natural frequency of tuned mass dampers for reducing vibration of both loaded floors and floors located nearby the loaded floors considering the location and frequency components of the loading. The Vector composition method and the super elements are used th obtain the responses in steady states, and the optimum damper location and natural frequencies were found with the given damper mass.

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Vibration Reduction Control of Marine Electronic Horizontal Balancer (선박용 전자식 수평진동감쇠장치의 진동감쇠제어)

  • Yang, Hyun-Suk;Yoon, Kyoung-Kuk;Kim, Yoon-Sik;Seo, Dong-Hoan;Kim, Sung-Hwan;Kwon, Yeong-Gwal;Lee, Sung-Geun
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.34 no.8
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    • pp.1153-1158
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    • 2010
  • In this paper, We make horizontal balancer (HB) and confirm a possibility of the technique that can be applied to ship through horizontal vibration reduction experiment. We use MATLAB as the simulator tool and experimental equipment consists of two induction motors shafts of which cam type unbalanced loads are fixed to, DSP and inverter circuit. Two induction motors perform roles as vibrator and balancer respectively, DSP control softwares such as speed, phase and vector control program. The simulation and experimental results show that the balancer characterizes good vibration reduction by phase control.

Acoustic Effect of an Orifice on Suppression of Pressure Oscillation in a Fluid Feeding Line (유체 공급 배관내 압력진동 감쇠에 미치는 오리피스의 음향학적 효과)

  • Son, Chae-Hun
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.4
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    • pp.11-16
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    • 2006
  • Effects of an orifice on suppression of pressure oscillation in a fluid feeding line are investigated numerically through the installation of an orifice inside the feeding line. Based on linear acoustic theory, acoustic-damping effect of an orifice is emphasized in this study. When an orifice is installed at the node of pressure oscillation corresponding to the anti-node of velocity oscillation, damping capacity is maximized. On the other hand, the orifice installed at the anti-node of pressure oscillation has little damping capacity. As the blockage ratio and thickness of an orifice increase in the feeding line, damping factor increases. The feeding line with smaller diameter has more damping capacity, but damping factor increases more appreciably with blockage ratio in the feeding line with larger diameter.

On Dyamping Characteristics of Viscoelastic Materials (점탄성재료의 진동감쇠특성에 관한 연구)

  • 이우식;이준근
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.1
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    • pp.99-107
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    • 1994
  • Viscoelastic materials are widely used to solve the vibration and noise problems. To apply the well-known damping technologies successfully to the vibration and noise problems, the damping characteristics of the viscoelastic materials applied to the base structures must be thoroughly understood. The objectives of the present study are : 1) to establish the damping measurement technique via modal testing by which the damping characteristics of viscoelastic materials can be measured in the university laboratory environment, and 2) to develop a computer program to draw the reduced-frequency-nomogram by use of restricted number of experimental data, which can be used efficiently for the damping analysis and application.

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Identification of Viscous and Friction Damping Using Free Vibration Response to SDOF System (단자유도계의 자유진동응답을 이용한 점성 및 마찰감쇠의 식별)

  • Lee, Sung-Kyung;Lee, Woong-Gu
    • The Journal of the Convergence on Culture Technology
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    • v.5 no.3
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    • pp.305-310
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    • 2019
  • This paper proposes the method of exactly identifying both viscous and friction damping from free vibration response to SDOF structure. Both displacement and acceleration free vibration responses to SDOF system, in which both viscous and friction damping are considered as its damping mechanism, are discussed to verify the proposed method. The relationship for identifying both viscous and friction damping is derived from two consecutive amplitudes of displacement or acceleration peak response. The proposed method is verified through the numerical simulation for an assumed SDOF system consisting of mass, both viscous and friction damping and spring components.

자기유변유체 댐퍼를 이용한 대형구조물의 반능동제어

  • 윤정방;구자인;김상범;전준보
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.127-132
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    • 2001
  • 자기유변유체감쇠기를 이용한 반능동 제어 시스템은 최근에 개발되어 승용차의 승차감 향상을 위한 진동제어에 사용되고 있다. 본 연구에서는 바람, 지진, 파랑 등에 대한 대형구조물의 진동제어를 위한 MR 감쇠기의 적용성을 분석하기 위하여, 미국 토목학회에서 제안한 76층 건물의 풍하중에 대한 진동제어에 관한 Benchmark Problem에 대하여 수치모의 해석을 수행하였다. 연구결과로부터, 풍하중에 대한 고층 건물의 진동제어를 위하여 MR 감쇠기를 이용한 반능동 제어의 성능은 능동형 동조질량 감쇠기의 성능과 유사함을 확인할 수 있었다.

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Application of Tuned Mass Damper to Suppress Man-Induced Vibrations of Cable Stayed Foot-bridge (사장교형식 보도교의 보행진동제어를 위한 TMD 적용)

  • Kim, Yun-Seok;Lee, Seung-Woo;Kim, Jae-Min;Chang, Seong-Kyu
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.74-74
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    • 2011
  • 본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

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Pressure-Oscillation Damping Characteristics of an Orifice in a Fluid Feeding Line with Mean Flow (평균유동이 있는 유체 공급배관내 오리피스의 압력섭동 감쇠 특성)

  • Lee, Tae-Young;Kim, Chul-Jin;Sohn, Chae-Hoon
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.359-362
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    • 2009
  • Damping characteristics of pressure oscillation induced by an orifice in fluid feeding line for are investigated numerically and experimentally. Assuming small pressure oscillation, acoustic damping effect of orifice is confirmed experimentally, and with the mean flow, damping characteristics of an orifice are investigated numerically. When an orifice is installed at the node of pressure oscillation corresponding to the anti-node of velocity oscillation, suppression of pressure oscillation is maximized and with the mean flow, the resonant frequency is decreased. And, it is found that the optimal position of an orifice for damping shouled be changed.

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