• 제목/요약/키워드: 점탄성감쇠기

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점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 모드해석 (Modal Analysis of a Building with Viscoelastic Dampers)

  • 김진구;민경원
    • 전산구조공학
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    • 제11권1호
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    • pp.171-178
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    • 1998
  • 점탄성감쇠기가 장치된 건물은 감쇠력과 강성이 증가하며 부가되는 감쇠력에 의하여 비고전적 감쇠시스템이 된다. 이러한 경우 비감쇠시스템에서 구한 고유값을 이용하여 감쇠행렬을 대각행렬로 변환할 수 없으므로 일반적으로 운동방정식을 2n크기 행렬의 1차 미분방정식 형태로 변환하여 해석하게 된다. 이러한 방법은 일반적인 고전적 감쇠시스템에 비해 복잡하므로 감쇠행렬의 비대각항을 무시하고 해석하는 방법이 이용되기도 한다. 본 논문에서는 이러한 근사적인 방법의 타당성과 이론적 근거를 검증하고 정해와 근사해법을 이용하여 3층 전단건물의 진동특성을 구하여 비교하였다. 결과에 따르면 부가되는 감쇠력이 작을 때는 근사해와 정해가 매우 근접하나 감쇠력이 커질수록 그 오차가 커지는 것으로 나타났다.

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점탄성 감쇠기가 설치된 철골조 건물의 비탄성 해석 (Inelastic Analysis of Steel Frame Structures with Viscoelastic Damper)

  • 김진구;최현훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.271-278
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    • 2000
  • 본 연구에서는 철골조 건물의 내진 보강 방법으로 점탄성 감쇠기의 적용과 효과에 대하여 성능에 기초한 내진 설계의 관점에서 연구하였다. 먼저 단자유도계 구조물을 대상으로 입력된 지진에너지의 소산에 대한 감쇠기의 효과에 대하여 연구하였다. 설계하중으로 중력하중을 적용한 5층 건물과 중력하중과 풍하중을 적용한 10층과 20층 건물에 대하여 해석을 수행하였다. 비선형 시간이력해석을 수행하기 위하여 성능에 기초한 내진설계기준(안)에 제시된 표준 설계응답스펙트럼을 각 지반종류와 성능목표에 대하여 구성하고, 이를 바탕으로 인공지진을 생성하였다. 해석결과에 따르면 층간변위를 성능기준으로 적용하였을 때 모든 모델이 연약지반(기능수행 성능목표)을 제외한 대부분의 지반조건에서 기준안에 제시된 성능목표를 만족하였다. 또한 적당한 위치에 점탄성 감쇠기를 설치함으로써 내진성능을 향상시키고 구조물이 탄성적으로 거동하도록 유도함을 보였다.

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강성 및 감쇠 비대칭 구조물의 모드 특성 (Modal Characteristics of a Structure with Stiffness and Damping Eccentricit)

  • 김진구;방성혁
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.421-432
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    • 2002
  • 본 연구에서는 진동제어를 목적으로 강성이 평면에서 비대칭적으로 분포된 구조물에 감쇠기를 설치할 경우 감쇠편심과 강성편심에 따른 모드특성 및 변위응답의 변화에 관하여 연구하였다 모드 특성으로는 고유진동수, 모드 감쇠비, 모드참여계수, 동적 증폭계수 등의 변화를 분석하였으며, 변위는 지진이력에 대한 약변, 강변, 무게중심 등에서의 변위를 비교하였다. 또한 이를 바탕으로 비틀림 응답을 최소화하기 위한 감쇠기의 적정 감쇠 편심 및 적정 감쇠 분배 문제에 대해 논하였으며, 단층구조물에서 유도된 적정 감쇠분배 방법을 다층구조뭍에 적용하고 그 효과를 확인하였다.

점탄성감쇠기를 이용한 송전철탑 풍하중의 저감 (Wind Load Mitigation for Transmission Tower using Viscoelastic Damper)

  • 민경원;박지훈;문병욱
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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    • pp.955-958
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    • 2005
  • In this study, the wind load characteristics for a transmission tower is investigated considering the effect of the transmission lines through stochastic analysis. The assemblage of the transmission line and insulator are modeled as a double pendulum system connected to the SDOF model of the tower It is observed that the background component of the overturing moment induced by the wind response of the transmission line has considerable portion in the total overturning moment. Based on this result, a rotational viscoelastic damper (VED) is proposed for the mitigation of the transmission line reactions, which act as wind load transferred to the tower. To verify the effectiveness of the proposed strategy, time history analysis is conducted for different wind velocities and VED damping constants. From the analysis, the proposed VED is proved to be effective for mitigation of the background component rather than the resonance component of the transmission line reaction.

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신축이음부에 설치된 점탄성감쇠를 이용한 구조물의 진동제어 (Vibration Control of Structures Using Viscoelastic Dampers Installed in Expansion Joints)

  • 김진구;류진국
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.33-42
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    • 2004
  • 점탄성감쇠기 (VED)를 건물의 내부에 가새의 형태로 설치하는 기존의 방법은 공간 이용에 제약이 되며, 내부 동선을 방해할 수 있다. 이러한 단점은 VED를 건물사이의 신축이음부 (신축줄눈)나 지진줄눈 사이에 설치함으로써 해결할 수 있다. 본 연구에서는 신축이음부에 설치된 VED의 내진성능 향상 효과에 관하여 연구하였다. 이를 위하여 VED로 연결된 3자유도 구조물의 지진하중에 대한 각 설계 변수들의 효과를 파악하고, 제안된 방법의 실용성을 검토하였다. 이를 바탕으로 서로 다른 구조 시스템으로 설계된 5층 구조물을 VED로 연결하고 시간이력 해석을 수행하였다. 해석 결과에 따르면 인접한 구조물의 고유주기가 다르게 설계된 경우, VED로 연결된 구조물의 내진 성능을 상당히 향상할 수 있는 것으로 나타났다.

송전선에 의해 송전철탑에 전달되는 풍하중 저감을 위한 회전형 점탄성감쇠기 (Rotational Viscoelastic Dampers for the Mitigation of Wind Loads on Transmission Tower Transferred from Transmission Lines)

  • 문병욱;민경원
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.420-427
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    • 2006
  • In this study, wind loads transmitted to a transmission tower from transmission lines are mitigated using rotational viscoelastic dampers. First, the wind load characteristics in a transmission tower is investigated considering the effect of the transmission lines through stochastic analysis. The assemblage of the transmission line and insulator are modeled as a double pendulum system connected to the SDOF model of the tower. From the result of the stochastic analysis, the background component of the overturing moment caused by the wind loads acting on the transmission lines are found to have considerable portion in the total overturning moment. Based on this observation result, a strategy Installing rotational viscoelastic damper (VED) between tower arm and transmission line is proposed for the mitigation of the transmission line reactions, which play a role as dynamic loads on a transmission tower. For the purpose of verification, time history analysis is conducted for different wind velocities and VED parameters. The analysis result shows that the rotational VED is effective for the mitigation of the background component rather than the resonance component of the transmission line reactions and achieves the reduction ratio of 50% even for higher wind speed.

점탄성 감쇠기의 간극 변화에 따른 동특성에 대한 실험적 연구 (Experimental research of dynamic behaviors at viscoelastic damper with change of orifice)

  • 윤종민;임상혁;박화용;김창열;이재응
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.744-749
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    • 2011
  • Silicon oil in viscous fluid damper has a viscoelastic feature that show stiffness besides damping. These properties depend on frequency and are non-linear. A lot of research has been conducted in order to identify viscoelastic damper with mathematical model. Fractional Derivative Maxwell Model has been widely used, but this model did not explain the effect of damper size change on the damper performance. In this paper, the experimental study was conducted to validate damper's dynamic behaviors when total damper's size is changed while maintaining same aspect ratio and orifice size.

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점탄성재료를 이용한 진동흡수기의 유용성에 관한 연구

  • 여태인;하재용;김광준
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.360-366
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    • 1985
  • 본 연구에서는 주구조물의 진동이 관심있는 주파수 범위내에서 1 자유도계로 근사화될 수 있는 경우, 임의로 선택된 점탄성재료에 대하여 최적튜닝 및 최적댐핑효 과를 얻을 수 있도록 그 형상을 설계하고, 예비변형율을 조절하는 절차를 제시하고, 제안된 방법론을 외팔보와 집중하중으로 구성되는 1 자유도계 및 선반의 공구대에 적 용하여 공진감쇠 및 채터억제효과를 살펴 보았다.

구조물의 내진보강을 위한 부가 감쇠장치의 설계 (Design of Supplemental Dampers for Seismic Reinforcement of Structures)

  • 김진구;최현훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.109-119
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    • 2004
  • 목표 성능수준을 만족하기 위하여 필요한 점성과 점탄성감쇠기와 같은 속도-의존형 부가 감쇠기의 설계절차를 변위스펙트럼을 이용하여 제시하였다. 주어진 성능 한계상태를 만족하기 위하여 필요한 부가 감쇠량은 변위스펙트럼을 이용한 비선형 정적해석에 의해 산정한 다음 필요 감쇠비를 달성하기 위하여 각 층에 적당하게 분배하였다. 다층 철골조 건물에 제안된 방법을 적용하고 설계절차의 정확성을 검증하기 위하여 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 부가 감쇠기로 보강한 예제 구조물의 최대 변위가 목표변위까지 잘 제어됨을 알 수 있다.

압전 세라믹 감지기/작동기와 점탄성 재료를 이용한 지능형 복합 적층판의 진동 제어 (Vibration Control of Smart Laminated Composite Plates Using Piezoceramic Sensor/Actuators and Viscoelastic Material)

  • 강영규;서경민;이시복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.37-42
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    • 2001
  • Active vibration control of laminated composite plates has been carried out to design structure with maximum possible damping capacity, using piezoceramic sensor/actuators and passive constrained-layer damping treatment. The equations of motion are derived for symmetrical, multi-layer laminated plates. The damping ratio(ζ) and modal damping(2ζ$\omega$) of the first bending and torsional modes are calculated by means of iterative complex eigensolution method for both passive and active vibration control. This paper addresses a design strategy of laminated composite plate under structural vibrations.

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