• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2010.04a
• /
• pp.449-453
• /
• 2010

본 논문에서는 점성 및 감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비를 효율적으로 구하는 방법을 제시하였다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 마찰감쇠기가 설치된 단자유도 건물은 마찰감쇠기외에 점성감쇠가 동시에 존재하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 등가감쇠비를 산정하기 위해서 첫째, 점성과 마찰감쇠가 있는 단자유도계 건물의 자유진동 정해를 통하여 변위응답과 가속도 응답특성을 분석하였다. 둘째, 자유진동의 경우 응답이 멈출 때까지 소산에너지식을 이용하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 셋째, 조화가진 일 때는 수치해석을 통하여 마찰력비 $F_r$에 따른 응답 특성을 알아보았다. 넷째, 조화가진의 경우 에너지 균형식을 바탕으로 등가점성감쇠비를 유도하였다. 등가점성감쇠비는 변위응답비의 영향을 받으므로 응답을 알아야만 구할 수 있다. 건물 응답의 진동수 특성은 협소영역(narrow band)이므로 고유진동수에 의해 지배된다고 가정하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 마지막으로, 유도한 자유진동과 조화가진의 등 가점성감쇠비를 이용한 등가선형운동방정식의 해를 비선형 수치해석 한 결과와 비교하여 검증하였다.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
• /
• v.5 no.3
• /
• pp.305-310
• /
• 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.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.602-605
• /
• 2011

본 논문에서는 마찰감쇠기가 설치된 건물이 붕괴하중을 받을 때의 에너지소산능력을 고려하여 등가감쇠비를 유도하였다. 마찰감쇠기는 주로 지진과 같은 수평하중에 대한 에너지를 소산하기위해 설치된다. 마찰감쇠기를 대각 가새형으로 설치하면 수평하중에 대한 저항력뿐 만아니라 수직하중에 대한 저항성능도 발휘된다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 건물은 고유의 점성감쇠를 가지므로 마찰감쇠기가 설치된 건물은 마찰과 점성감쇠를 동시에 고려해야하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 에너지 평형을 이용하여 등가감쇠비를 구하고 운동방정식을 등가선형화하면 쉽게 저항 성능을 파악할 수 있다. 우선 건물에 영향을 미치는 것은 감쇠이므로 감쇠의 영향력을 마찰력비, ${\gamma}_c$로 나타내었다. 둘째, 정해를 마찰력비로 표현하여 유도하고 응답특성을 파악하였다. 셋째, 에너지 균형식을 통해 등가감쇠비를 산정하였다. 마지막으로 등가감쇠비를 검증하기 위하여 등가감쇠비를 이용하여 등가선형화한 응답과 실제 마찰감쇠기를 설치하여 비선형 수치해석한 결과와 비교, 검증하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.23 no.2
• /
• pp.199-208
• /
• 2010

A friction damper installed at a building shows nonlinear behavior since its stick and slip states are occurred repeatedly depending on the amplitude of external loadings to dissipate input energy. Friction damping is existed for the building with a friction damper. In additionally viscous one is inherently included. Therefore, the building installed in such combined damping is quite involved to find the analytical solution. In this study, first, displacement and acceleration characteristics are identified based on the exact solution for a single-degree-freedom building with a friction damper having both friction and viscous damping. Second, in free vibration, the equivalent viscous damping ratio is obtained by the energy dissipation. Third, numerical analysis is carried out to find response configuration with various friction force ratios. Fourth, corresponding equivalent viscous damping ratio is derived with the finding that the response reaches into steady-state for both friction and viscous damped structure. It is deduced using balance of input external energy and output dissipation energy for steady-state response. Finally, the equivalent viscous damping ratios of free or harmonic vibration are verified through nonlinear analysis.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.435-443
• /
• 2010

This study presents key parameters for the structure installed with MR controller in reducing its responses. MR controller is regarded as Bingham model of which control forces are frictional and viscous ones. The parameters are identified as friction force ratios, $R_f$ and $R_h$ which are, respectively, ratio of MR controller friction force to static restoring force for free vibration and ratio of the friction force to amplitude of harmonic force. Structure-MR controller system shows nonlinear response behavior due to friction force. Energy balance strategy is adopted to transform the behavior to linear one with equivalent damping ratio. Finally, proposed equivalent linear process is compared to the nonlinear one, which turns out to give acceptably good results.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2009.10a
• /
• pp.850-854
• /
• 2009

Approximate analysis for a building installed with a friction damper is revisited to get insight of its dynamic behavior. Energy balance equation is used to have a closed analytical form solution of dynamic magnification factor (DMF) for the building with combined viscous and friction damping. It is found out that DMF is dependent on friction force ratio and resonance frequency. Linear transfer function from input external force to output building displacement is obtained by simplifying DMF equation. Root mean square of building displacement is derived under earthquake-like random excitation. Finally, design of friction damper is proposed by processing target control ratio, damping ratio factor, and friction force in sequence.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1990.10a
• /
• pp.157-162
• /
• 1990

기계의 정밀도 향상을 위하여는 기계에 대한 보다 정확한 해석을 요구한다. 그러나 실제 기계 시스템은 마찰, Backlash, Saturation등과 같은 비서형 특 성을 가지고 있어 시스템의 해석 및 제어가 어렵게 된다. 특히, 축, 링크, 기 어, 풀리, 베어링등의 기계요소에서는 마찰로 인해 정밀도가 크게 덜어지고 있어, 마찰에 의한 동특성 및 제어는 많은 연구자들에 의해 관심의 대상이 되어 왔다. 마찰력을 고려한 기계시스템의 운동은 정지상태 근처에서 마찰력 의 변화가 심한 비선형 동특성을 보이고 있어 그 해석에 어려움을 겪고 있 다. 실제 마찰이 저속에서 고급 비선형임에도 불구하고 가장 널리 사용되는 형태의 모델로서 쿨통 마찰을 고려한 운동방정식 조차 비선형성으로 인하여 해석에 어려움이 따르고 있다. 마찰은 오랜동안 연구되어 오면서 Fig.1, Fig2 와 같이 등가선형점성 감쇠, 쿨통마찰, 정적마찰로 모델화되거나 이들의 조 합으로 나타내었다[1-5]. 마찰력은 시간영역에서도 연구되어 Walrath[7]는 Fig.3-a의 속도가 역전되는 지점에서 마찰토오크가 .+-.Tf를 공유하는 문제 를 고려하기 위해, Fig.3-b와 같이 동적마찰모델을 사용하였다. 최근의 연구 로서 Armstrong[7]은 마찰의 위치의존성을 고려한 정확한 마찰모델을 설정 하여 개루프제어에 적용, 좋은 제어특성을 확인하였고, Canudas[8]는 저속영 역에서 overcompensation시 limit cycle과 gain의 관계를 해석하였다.

• 한국해양학회지
• /
• v.25 no.1
• /
• pp.26-35
• /
• 1990

Sound velocities and attenuation coefficients of marine surface sediments were calculated from insitu acoustic experiments on 4 nearshore areas off Pohang, Pusan Yeosu, and Kunsan around the Korean Peninsula. The relationship between these values and physical properties of sediments was examined and attenuation mechanism was analysed using the estimated gas content. Sound velocities and attenuation coefficients ranging from 1470 to 1616 m/sec and 0.0565 to 0.6604 dB/kHz-m, respectively, are well related to sediment types. The attenuation coefficient is maximum in coarse silts, and the sound velocity increases with density. The gas content estimated less than 8 ppm increases with the decreasing sediment grain size. When the sediment size is greater than fine sand, sound attenuation is mostly due to friction losses, and probably negligible viscous loss remains unchanged with the varying physical properties of sediments. The maximum attenuation in coarse silts result from both friction loss and cohesion of finer sediments between the contacts of silt grains. The cohesion begins to be the dominant dissipative process with decreasing grain size from medium and fine silts.