• 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.

• Tunnel and Underground Space
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• v.28 no.6
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• pp.692-705
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• 2018

Ground vibration is one of the remarkable issues in tunnel blasting. In recent studies, to improve the fragmentation with reduction of ground vibration in tunnel blasting, a vibration-controlled blasting method with artificial cutting slot near the center-cut holes has been suggested. This study examines the effect of the different arrangement of artificial cut-slot on the vibration reduction and fragmentation by performing the full-scaled concrete block blast experiments and the numerical simulations with 3D-DFPA. The results show that the existence of artificial slot contributes to the improvement of vibration reduction, blast fragmentation and the efficiency of the cutting slot blast. It can be explained that the artificial slot play a free surface role and should decrease the burden between the cut holes. Crater volumes of the blasted concrete blocks were measured by 3-dimensional digital image analysis and compared with the ideal standard crater volume which can be calculated by theoretical standard blast design method. As a result, the ratio of burden and hole diameter which should achieve the standard crater in the cut-hole blasting were suggested.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.1
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• pp.853-859
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• 2015

1-DOF shear building was designed, built and tested to investigate the interactions between the shear building and the shaking table excited harmonically by the electro-magnetic forces. In the experiments horizontal accelerations of the shaking table and the shear building were measured. To understand the experimental results experimental setting was modeled as an unconstrained 2-DOF system under the hormonic forces. The responses of the shear building and the shaking table of the unconstrained 2-DOF system were found with the equations of motions. The magnification factors of the table and the shear building with respect to the amplitude of the harmonic forces and the transmission of the shear building with respect to the table excitations were found and compared with the experimental results.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.252-257
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• 1995

전자기력을 이용한 능동 진동제어는 1979년 Ellis 및 Mote가 원형 톱의 횡 진동의 감쇠에 관한 연구를 수행하였고, 1990년 Hong Su 및 T.S.Sankar등은 시스템의 절대 위치, 절대 속도 및 상대 위치 등의 제어 변수에 대하여 전자기 액튜에이터의 동적 특성이 진동 절연 성능에 미치는 영향에 관한 연구를 하였다. 본 연구는 상부질량과 하부질량이 스프링으로 연결된 2자유도 모델의 능동 진동제어에 대하여 이론해석과 실험해석을 수행하고 각각의 결과를 비교하였다. 실험모델은 직선운동 가이드에 설치된 2개의 질량과 하나의 전자기 액튜에이터를 이용하였다. 진동제어 방법으로서는 모우드 해석에 의한 제어, 스카이 훅 감쇠 제어, Viscous damping 제어 방법을 적용하였다. 본 연구의 목적은 이론해석 결과와 실험 결과를 비교하고 비슷한 제어효과에 대해서 에너지 소비가 작은 효율적인 제어방법을 찾는데 있다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.13 no.1 s.53
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• pp.125-134
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• 2009

This paper deals with the free vibrations of circular strip foundations which have uniform solid rectangular cross-section. The ground which supports circular strips was modeled as the two parameter elastic foundation. Differential equations governing the flexural-torsional free vibrations of circular strips supported by such foundation were derived, and solved numerically for obtaining the natural frequencies and mode shapes. Boundary condition of free-free ends was considered for numerical examples. Four lowest natural frequencies according to the variations of five system parameters i.e. subtended angle, depth ratio, contact ratio, elasticity ratio and soil parameter are reported in the non-dimensional forms. Also, typical mode shapes of both deformations and stress resultants are presented in the figures. Experiment was conducted for validating the theory developed in this study.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.16 no.4
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• pp.60-68
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• 2012

This study describes an analytical and experimental investigation of the pedestrian steel-deck truss bridge in the City of Rochester, New York, U.S.A. This investigation was undertaken to provide assurance that this important bridge continues to be functional for this use. An ambient vibration experiment on full-scale structures is a way of assessing the reliability of the various assumptions employed in the mathematical models used in analysis. It is also the most reliable way of determining the structural parameters of major importance in structural dynamics, such as the mode shapes and the associated natural frequencies. Pedestrian-induced vibrations have been measured on the bridge to determine the displacement and the vertical and transverse dynamic characteristics of the steel deck truss. In the analytical modeling, three-dimensional finite element analysis was developed and validated against the ambient tests.

• 전기의세계
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• v.32 no.3
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• pp.142-149
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• 1983

지금까지 알려진 내부마찰측정방법으로는 자유감쇄법(free decay method), 강제진동법(forced vibration method), 비공진강제진동법(non-resonance forced vibration method) 및 초음파법(ultrasoni method) 등이 있다. 이상의 모든 내부마찰실험방법에 관한 실험장치는 그 기계의 동작특성에 따라 실험주파수가 극히 한정되어 있어 연속적인 변화를 시킬 수 없으므로 완화효과를 연속적으로 추적하기 위하여 온도를 변화시키는 방법이 널리 사용되고 있다. 이상에서 소개한 방법들중 본인들이 국산제작실험에 성공한 바 있는 장치는 자유감쇄법에 속하는 염회진자장치(torsion pendulum device) 이므로 이 장치를 중심으로 내부마찰측정원리와 그의 장치에 관하여 소개하고저 한다.

• Composites Research
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• v.12 no.1
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• pp.47-58
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• 1999

This paper describes the results of experiments to analyze the free vibration of the laminated composite and hybrid composite plates with various shapes and boundary conditions. The materials of specimens were the carbon fiber reinforced plastic (CFRP), the glass fiber reinforced plastic (GFRP), the GFRP-Aluminum hybrid composite and the CFRP-CFRP hybrid composite. The natural frequencies and nodal patterns of plates with various shapes were experimentally obtained by impact exciting test using an impact hammer and an accelerometer. The experimental results were presented with normalized frequency parameters. The effects of composite material properties, fiber orientation angles, various geometrical shapes and boundary conditions on the vibration characteristics of composite plates were evaluated. To compare and verify these experimental results, the finite element analysis was carried out, and was well agreed with experimental results.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.1 no.2
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• pp.49-57
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• 1997

It is necessary to conduct researches about seismic design and analysis to protect various structures from earthquakes which are one of the most destructive natural disaster to human civilization. To assess the seismic capacity of structure, not only analytical but also experimental researches are important. Currently, pseudodynamic test known as computer-actuator on-line test is one of the available test methods to assess seismic capacity of structure without using shaking table. In this paper seismic capacity of simple one-degree of freedom structure was estimated by pseudodynamic test. Good agreement between the experimental and analytical results was obtained. Better results would be obtained when more sophisticated measuring and controlling instruments are available.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2012.06a
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• pp.425-427
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• 2012

본 연구에서는 플로팅 구조물과 제진장치가 연계된 시스템에 대한 진동제어를 위하여 제어알고리듬에 의한 시뮬레이션을 수행하였다. 플로팅 구조물모형 2자유도, AMD 제진장치 2자유도가 연계된 4자유도 시스템에 대한 수학적 해석모형을 모델링하였으며, 모델링을 통하여 모형과 제진장치의 계측변수, 그에 따른 시스템의 입축력 관계에 따른 상태방정식을 제어 프로세서 과정에서 모듈화 하였으며 수치시뮬레이션을 통한 제어효과를 검증하였다. 향후 플로팅 모형 실험체를 제작하여 수조실험을 통한 실험적 검증을 수행할 예정이다.