• Title/Summary/Keyword: 에너지감쇠

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Equivalent damping ratio of a friction damper installed in a structure under collapse load (붕괴하중을 받는 건물에 설치된 마찰감쇠기의 등가감쇠비)

  • Seong, Ji-Young;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.602-605
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    • 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.

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Equivalent Damping Ratio of a SDOF Structure Combined with Coulomb and Viscous Damping (점성 및 마찰감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비)

  • Seong, Ji-Young-Suck;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.449-453
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    • 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.

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압전션트감쇠 기초이론

  • 김재환
    • Journal of KSNVE
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    • v.14 no.2
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    • pp.46-53
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    • 2004
  • 압전션트감쇠란 압전재료를 구조물에 부착시키고 간단한 션트회로를 연결시켜 구조물의 진동에너지를 압전재료에서 전기적 에너지로 변환시킨 후 연결된 회로에서 전기에너지를 열 에너지로 소산시킴으로서 구조물의 진동 및 소음을 저감시키는 방법이다. 이 방법은 공진주파수에서 간단한 회로를 사용하여 효과적으로 진동 및 소음을 저감시킬 수 있으며 구조가 간단하고 가격이 저렴하므로 소음진동의 여러분야에 응용이 가능하다. 본 글에서는 압전션트 감쇠의 원리와 단일모드, 다중모드의 감쇠 기법의 이론을 소개한다.(중략)

Investigation on Damping of Steel Fiber Reinforced Concrete (강섬유철근콘크리트보의 에너지감쇠에 관한 연구)

  • 강보순
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.159-169
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    • 2000
  • 본논문에서는 강섬유 철근 콘크리트 보(SFRC) 의 감쇄 거동에 대해서 실험적인 방법과 수치 해석적인 방법으로 연구를 수행하였다 SFRC는 보다 향상된 에너지 소산능력으로 일반 철근 콘크리트보에 비하여 뛰어난 감쇄 거동을 보인다. 감쇄거동은 종방향 철근비강섬유의 형태와 부피 콘크리트 강도 응력 수준등에 의해 영향을 받는다 SFRC보의 감쇠는 다양한 수준의 균열상태에서의 동적실험 데이터를 통하여 평가하였다 곡률과 감쇠의 관계식에 기초한 유한요소 프로그램(TICAL) 이 개발되었으며 0.44%의 강섬유를 혼입한 보의 경우 5-35%의 감쇠비 증가를 보였다

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Wave Transformation Due to Energy Dissipation Region (에너지 감쇠영역으로 인한 파랑변형)

  • 윤종태
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.135-140
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    • 1999
  • To simulate the wave transformation by an energy dissipation region, a numerical model is suggested by discretizing the elliptic mild-slope equation. Generalized conjugate gradient method is used as solution algorithm to apply parabolic approximation to open boundary condition. To demonstrate the applicabil-ity of the numerical procedure suggested, the wave scattering by a circular damping region is examined. The feature of reflection in front of the damping region is captured clearly by the numerical solution. The effect of the size of dissipation coefficient is examined for a rectangular damping region. The recovery of wave height by diffraction occurs very slowly with distance behind the damping region.

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Experiment and Numerical Investigation on Material Damping for Steel Fiber Reinforced Concrete Beams (강섬유 보강 철근콘크리트 보의 재료적 에너지감쇠에 대한 실험 및 수치해석적 연구)

  • 강보순;정영수;이우현
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.5
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    • pp.139-149
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    • 1998
  • 동적하중하에서 강섬유보강 콘크리트(SFRC)는 유연도 및 균열억제에서 우수한 재료로서 최근에 각종 구조물에 널리 사용되었으며, 특히 내진설계를 위한 강섬유보강 콘크리트 의 재료적 감쇠에 관한 규명이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 강섬유보강 콘크리트(SFRC)보의 재료적 감쇠효과증진을 실험적 및 수치해석적 방법으로 규명하는 데에 목적이 있으며, 일반적으로 강섬유 보강콘크리트(SFRC)보의 감쇠거동은 인장철근비, 강섬유의 혼입량과 형태, 콘크리트의 강도 그리고 응력의 크기에 좌우된다. 강섬유보강 콘크리트보의 감쇠비는 보의 균열상태 변화에따른 동적실험결과로부터 얻을 수 있으며, 일반적으로 강섬유보강 콘크리트는 증가된 에너지감쇠능력으로 인장철근이 소성전 상태에서 철근 콘크리트보의 경우보다 향상된 감쇠거동을 갖고 있는 것으로 판명되었다. 이들 결과의수치해석적인 입증을 위하여 curvature(곡률)와 감쇠값사이의 관계를 기초로 유한요소프로그램 (TICAL)을 개발하였으며, 결론적으로 0.44%인장철근비을 갖고 있는 강섬유보강 콘크리트의 감쇠비는 하중상태에 따라 철근 콘크리트보의 경우보다 약 5%에서 35%정도 향상된 감쇠비를 갖고 있는 것으로 조사되었다.

Modeling and Theoretical Analysis of Thermodynamic Characteristic of Nano Vibration Absorber (나노 진동 흡수기의 모델링 및 열역학적 특성 해석에 대한 이론적 연구)

  • 문병영;정성원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.6
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    • pp.93-99
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    • 2003
  • In this study, new shock absorbing system is proposed by using nano-technology based on the theoretical analysis. The new shock absorbing system is complementary to the hydraulic damper, having a cylinder-piston-orifice construction. Particularly for new shock absorbing system, the hydraulic oil is replaced by a colloidal suspension, which is composed of a porous matrix and a lyophobic fluid. The matrix of the suspension is consisted of porous micro-grains with a special architecture: they present nano-pores serially connected to micro-cavities. Until now, only experimentally qualitative studies of new shock absorbing system have been performed, but the mechanism of energy dissipation has not been clarified. This paper presents a modeling and theoretical analysis of the new shock absorbing system thermodynamics, nono-flows and energy dissipation. Compared with hydraulic system, the new shock absorbing system behaves more efficiently, which absorb a large amount of mechanical energy, without heating. The theoretical computations agree reasonably well with the experimental results. As a result. the proposed new shock absorbing system was proved to be an effective one, which can replace with the conventional one.

Linear Shallow Water Equations for Waves with Damping (파랑 에너지 감쇠가 있는 경우의 선형천수방정식)

  • Jung, Tae-Hwa;Lee, Chang-Hoon
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.24 no.1
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    • pp.10-15
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    • 2012
  • Wave characteristics in the presence of energy damping are investigated using the linear shallow water equations. To get the phase and energy velocities, geometric optics approach is used and then these values are validated through numerical experiments. Energy damping affects wave height, phase and energy velocities which result in wave transformation. When the complex wavenumber is used by the Eulerian approach, it is found that the phase velocity decreases as the damping increases while the energy velocity increases showing higher values than the phase velocity. When the complex angular frequency is used by the Lagrangian approach, the energy-damping wave group is found to propagate in the energy velocity. The energy velocity is found to affect shoaling and refraction coefficient which is verified through numerical experiments for waves on a plane slope.

Characteristics of Energy Dissipation in Nano Shock Suspension System Using Silica Gel (세라믹 분말을 이용한 나노 충격 완화 장치의 에너지 소산 효율 특성에 대한 연구)

  • 문병영;정성원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.3
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    • pp.17-22
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    • 2003
  • This paper presents an experimental investigation of a reversible colloidal seismic damper, which is statically loaded, The porous matrix is composed from silica gel (labyrinth or central-cavity architecture), coated by organo-silicones substances, in order to achieve a hydrophobic surface. Water is considered as associated lyophobic liquid. Reversible colloidal damper static test rig and the measuring technique of the static hysteresis are described. Influence of the pare and particle diameters, particle architecture and length of the grafted molecule upon the reversible colloidal damper hysteresis is investigated, for distinctive types and mixtures of porous matrices, Variation of the reversible colloidal damper dissipated energy and efficiency with temperature, pressure, is illustrated.

Analysis of a Non-proportionally Damped Structure Equipped with Viscoelastic Dampers Subjected to Stationary Wind Loads (점탄성감쇠기를 설치한 비비례 감쇠 구조물의 풍응답 해석)

  • 김진구;이창용
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.649-659
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    • 1999
  • 본 연구에서는 점탄성감쇠기가 설치된 비비례 감쇠 구조물의 바람에 대한 확률적 응답을 진동수영역에서 구하였다. 복소수 고유치 및 고유백터를 바탕으로 모드중첩법을 이용하여 응답의 RMS 값을 구하고 그것을 근사적인 방법인 모드 변형에너지법에서 얻은 결과와 비교하였다. 또한, 가력 진동수에 따라서 변하는 점탄성감쇠기의 강성 및 감쇠 계수를 상수로 모형화하였을 때의 풍응답 해석 결과의 정확성을 진동수영역에서 검증하였다. 해석결과에 의하면 감쇠기의 진동수 의존 특성은 구조물의 1차 고유 진동수에 의해서 비교적 정확하게 표현되었고, 모드 변형에너지법은 대체로 정확한 결과를 도출하였지만, 가속도 응답을 구할 때에는 다소 큰 오차를 유발하였다.

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