SC (steel plate concrete)구조는 새로운 구조형식으로서 SC구조물의 내진설계에 적용할 수 있는 감쇠비의 규명이 필요하다. 이 연구에서는 실험적 방법을 통해 SC구조의 감쇠비를 분석하였다. 연구를 위하여 SC 전단벽 시편을 제작하고, 대형 진동대를 이용하여 진동시험을 수행하였다. 시험에서 계측한 가속도응답신호는 전달함수로 변환한 후 동적실험모드분석기법을 적용하여 분석하였다. 구조물의 감쇠비는 입력운동의 수준에 따라 달라질 수 있으며, 이 연구의 실험에서 적용한 입력운동의 수준은 시편의 항복강도의 절반보다 낮은 수준으로서 여기서 분석된 구조감쇠비는 약 4%정도이다. 이 연구결과를 고려하여 SC구조물의 운전기준지진에 대한 내진설계에는 4% 감쇠비를 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
FRP 소형 선박의 선내소음의 원인을 규명하고 이들에 대한 합리적인 허용기준 설정 및 저소음화 설계를 위해 FRP 4~11톤급 신조 소형 선박을 대상으로 시운전시에 선내소음을 측정하여 소형 선박의 선내 소음특성 및 소음과 진동과의 상관관계를 검토, 분석하고, 이들에 대해 IMO와 DNV의 허용기준상의 적합도를 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 소형 선박의 선내 소음 최대 레벨 범위는 79~115$dB$(A)로 나타났다. 또한, IMO 및 DNV 규제치와 비교에서 주기관실 소음은 비슷하게 나타났으며, 상부, 하부 거주실의 소음은 각각 5~19$dB$(A), 18~22$dB$(A) 높고, 조타실의 소음은 14$dB$(A) 높았으며, 동형선 E와 G선의 소음비교에서 선박의 크기, 마력이 비슷함에도 불구하고 E선 주기관이 G선의 주기관보다 진동 및 소음이 제작당시부터 높은 것으로 판단되었다. 한편 소음원 규명을 위한 진동과의 상관관계에서 주기관실, 상부 거주실, 하부 거주실, 조타실, 연통상부 모두 3차수가 우세하게 나타났으며, 3차수가 각 선내소음을 일으키는 주원인으로 판단된다.
본 연구는 원자력발전소에 설치되는 캐비닛형 전기기기의 동적 진동시험 자료를 이용하여 캐비닛의 지진응답을 예측할 수 있는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 1) 절점질량 이상화 모델에 기반한 등가 지진하중 산정, 2) 진동시험자료에 기반한 캐비닛 구조의 입출력 상태방정식 규명, 3) 산정된 등가지진하중과 규명된 입출력 상태방정식을 사용한 지진응답산정의 과정으로 구성된다. 제안된 기법은 유한요소기법(FEM) 모델 개선(Model Updating)에 기반한 지진응답예측기법에 비하여 모델링 오차가 개입 되지 않는 장점을 가진다. 캐비넷 구조를 이상화한 2차원 프레임 모델과 3차원 상세 모델에 대한 수치검증을 통하여 제안된 기법이 지진응답을 매우 정확하게 예측을 함을 관찰하였고, 측정 노이즈에 대해서도 강인함을 관찰하였다. 추후연구로 실험검증이 요구된다.
플라즈마 진동 현상은 글로우방전을 이용한 기체크로마토그래프 검출기의 개발 과정에서 측정되었으며 전류의 변화에 비하여 매우 안정하며 낮은 검출한계로 새로운 검출기로의 개발 가능성이 높다. 플라즈마 진동의 최적 조건과 메카니즘을 규명하기 위하여 몇 가지 실험조건을 변화시키며 관찰하였다. 즉, 방전전압(전류), 압력, 그리고 방전전극 간격을 변화시킨 결과 다양한 형태의 진동이 10KHz에서 10MHz까지의 주파수 범위에서 관찰되었다. 특히 방전전극 간격에 따라 낮은 압력과 전압의 조건에서 두 가지 형태의 진동이 나타났다. 한 가지 형태는 positive column 영역에서, 또 다른 하나는 negative glow 영역에서 측정되었다. Positive column 영역보다 negative glow 영역에서 발생된 플라즈마 진동이 훨씬 더 높은 감도 변화와 더 큰 주파수를 보였다.
본 논문에서는 원환 또는 많은 축 대칭 구조물은 가공의 불균일성, 재질의 불 균일성, 불순물 또는 결함의 존재, 부분적인 질량 및 강성의 증감에 의하여 원래 하나 의 모우드로 있었던 모우드의 분리 현상이 일어나고 원주방향, 반경방향의 진동모우드 의 절선(nodal line)과 반절선의 위치가 급격하게 변한다. 그러므로 전체 진동응답 의 양상이 이상화된 원환 또는 축대칭 셸의 경우와 매우 큰 차이를 나타나게 된다. 이러한 현상은 과거종의 진동의 수치해석 및 실험에서 이미 관찰되었으나 현재까지 미 소 비대칭요소를 가지는 축대칭 구조(원환 또는 축대칭 셸)의 이론해 및 근사해에 대 한 연구보고는 매우 적다. 미소 비채칭을 갖는 축 대칭구조의 진동연구의 기본이 되 는 연구로서 축 대칭 셸의 기본요소 중 하나인 원환의 진동에 대한 집중질량의 영향을 이론적으로 규명하고 실험을 통하여 검증하였다.
터널 발파에 있어서 진동특성을 규명하기 위하여 V-cut 심발패턴으로 시험발파를 수행하고, '터널 진행방향'과 '터널 진행직각방향'의 두 방향에서 발파진동을 계측하였다. 최대지발당 장약량을 기준으로 지반의 진동 전달특성을 확인하기 위하여 자승근 환산거리와 삼승근 환산거리로 회귀분석을 수행한 결과 허용진동속도 3mm/sec에서 교차점은 62m였으며, 5mm/sec에서 교차점은 46m였다. 또한 터널 진행방향에서 측정한 경우가 터널 진행직각 방향에서 측정한 경우보다 진동수준은 크게 나타났으며, 삼승근 환산거리 적용시 감쇠특성이 더욱 우세하였다.
본 논문에서는 상기와 같은 문제들을 규명하기 위하여 비교적 긴 원통에 액체를 내장할 수 있도록 회전체를 제작하여 액체의 종류, 점도, 액체의 양 등을 파라미터로 하여 불안정영역의 범위와 진동진폭에 관해서 실험적으로 조사하였고, 비중이 다른 2액체를 동시에 내장한 경우 액체의 자유표면과 경계면에 의한 진동특성을 을 검토하였다.
세탁기의 Shaft Ass'y는 모터로부터 동력을 전달 받아 세탁 및 탈수행정의 제어 기능을 수행하는 세탁기의 핵심부품으로 사용 중 브레이크 밴드소음을 유발하여 소비자의 불만족 요소로 작용하고 있다. 그러나 드럼과 브레이크 페드의 정확한 마찰소음 현상 규명이 안되어 불량 개선에 많은 어려움이 있다. 이를 해결하고자 소음, 진동, 소재 분석 및 ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry) 분석을 통해 고장원인을 규명하였다. 특히 ESPI는 비접촉, Full Field 정밀 변형 가시화 장치로 Shaft Ass'y의 동작 중 공진소음 발생 부위를 변형 가시화를 통해 정확하게 찾을 수 있었다. 밴드소음 원인은 브레이크 Lever의 공진에 의해 발생하였고 브레이크 밴드 패드의 접촉면적 불균일로 인한 국부적 마찰력 증대가 소음원으로 작용하였다. 밴드소음의 정확한 고장 메커니즘 규명을 통해 개선안을 도출하여 적용하였고 밴드소음 개선효과를 얻을 수 있었다.
물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.
In this study, the compliance measurement and cutting operation in tool - machine tool - workpiece system were carried out for the parameters identification of chatter vibration in turning.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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