본 연구에서는 실제 케이슨 방파제 구조물의 진동기반 안정성 평가를 위한 기초연구로서, 현장실험을 통해 케이슨 방파제 구조물의 진동응답을 분석하였다. 이를 위해 첫째, 대상구조물로서 부산항 오륙도 케이슨 방파제를 선정하였다. 둘째, 파랑에 의한 상시진동 가속도응답을 계측하였다. 마지막으로, 계측된 가속도신호로부터 파워스펙트럼밀도함수, 고유진동수 및 모드강성도 분석을 통해 케이슨 방파제의 진동특성을 분석하였다.
본 개발에서는 주로 진동응답의 추정법에 대하여 검토하고 큰 성과를 얻었다. 이를 실제 설계에 활용해 나가는 것이 앞으로의 기본적인 과제이다. 또 이를 앞으로도 계속 개발해 나가기 위해서 는 다음과 같은 개발과제들을 들 수 있다. 1) 진동응답추정 .계산model 본 계발에는 Oil tanker와 산적화물선의 in-put generator(I/G)을 개발하였다. 이 이외의 선종 에 대하여도 본 개발에 의한 방법을 적용하게 되면 보다 정도 높은 계산 model로 새로이 refine해 나갈 수가 있다. .실선mode 해석전용 본 개발에 의하여 얻은 실선 mode해석 방법에 의하면 실선 계측으로부터 정확한 진동질량(m) 과 감쇄계수(d)를 얻게 된다. 이와 같은 m값과 d값의 자료를 더 축적하게 되면 진동응답 계 산정도를 한층 더 높일 수 있다. 2) 진동 제어 .종래의 설계방법과 본 개발에 의한 계산방법을 종합 적용하게 되면, 최적의 구조설계의 실용화 와 진동의 제어가 가능하게 될 것이다. .Enging, propeller 자체의 기진력을 경감시키는 연구는 본 개발에 들지 않고 앞으로의 과제로 남는다. .본 신형 주기방진stay의 개발은 본 진동제어의 idea에 도입하게 되면 또 다른 새로운 개발이 가능하다. .종래의 재료와 새로운 고성능 재료를 조합하게 되면 진동재어재료로서의 실용화가 가능하다.
최근의 반도체/display 관련 생산장비 및 검사장비들이 대형화/고속화 되어감에 따라 과거 stepping 방식에서 scanning 방식으로 전환된 장비들이 공정 상에 발생하는 과도응답 형태의 진동으로 인하여 제품 수율의 저하와 생산 효율의 감소를 가져오고 있다. 이러한 과도응답의 진동은 장비 자체의 가진력으로부터 발생하므로 건물 구조의 동강성 증대 방안이나 고효율의 방진 시스템 적용으로는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 smart 재료인 MR유체를 이용한 MR damper를 이용하여 방진효율을 유지하면서 과도응답의 진동을 제어하기 위한 반 능동제어 방식의 방진/제진 시스템을 구성하였으며, 시스템 해석과 제어 시스템의 구성을 위하여 6자유도 강체 진동에 대한 운동방정식을 고려하였다.
심미성과 기능성이 현대 건축의 중요한 요소로 대두되면서 최근 비교적 경량의 고진동수 계단의 활용처가 점차 증가하고 있다. 하지만 국내의 실정 상 고진동수 계단의 진동성능을 평가하기 위한 방법이 전무한 실정이다. 유럽강구조학회의 지침의 경우 등가임펄스하중 개념을 도입하여 고진동수 바닥의 응답예측 및 진동성능 평가에 활용하고 있으나, 이는 서행보행에 대한 실험치를 토대로 제안한 값으로 2.2Hz 이상의 속보 가진에 대한 응답을 과대평가하는 한계를 지니고 있다. 이에 본 연구에는 1.4~4.5Hz의 다양한 가진진동수에 대한 가속도 응답의 실측값을 바탕으로 서행 및 속보 가진 시의 응답을 합리적으로 예측할 수 있는 등가임펄스 식을 제안하였다.
본 연구에서는 콘크리트 사장교를 대상으로 차량주행속도와 교면아스팔트의 포장 상태, 차량중량 등을 실험변수로 하여 차량이 교량을 주행할 때 교면(보도)진동이 보행자에게 미치는 진동사용성 평가 방법에 대해 연구하고 그 결과로부터 진동사용성 여부를 평가하였다. 특히, 실험변수 가운데 교면포장 상태를 BMS기준에 의해 A와 C등급으로 구분하였다. 여기에는 진동을 발생시키는 에너지원을 "환산중량"으로 정의하고 차량주행 속도와 차량중량의 자승근을 곱한 형태로 사용하였다. 환산중량 228.0~1161.9 km/h kN 범위 내의 동일한 실험 조건에서 얻어진 교면포장 상태 A등급의 경우에 대한 C등급 경우의 진동가속도 응답 비율은 1.23~1.43으로 분석되어 교면포장 상태가 진동가속도 응답을 결정짓는데 큰 영향을 미치고 있음을 확인 할 수 있었다. 연구대상 교량의 교면 진동가속도 응답을 추정할 수 있는 진동추정식을 신뢰도 50%, 90%, 95%로 구분하여 제시하였으며, 실험 교량에서 교면 포장 A등급과 C등급의 경우 각각 전체응답의 30%, 40%가 레벨 C(강하게 감지)범위, 70%, 60%가 레벨 D(명확하게 감지) 범위에 있는 것으로 나타났다.
논문에서는 시험선인 소형 위그선의 주날개 구조를 엔진 및 프로펠러에 의해 유발되는 진동을 가진력으로 하여 강제진동 해석을 수행하였다. 대상 위그선은 2행정의 왕복엔진을 날개에 장착하여 프로펠러에 의한 추력으로 비행하며, 미는 형식(Pusher Type)의 엔진 배열을 취하고 있다. 유한요소해석을 위해서 구조해석 상용프로그램인 MSC/NASTRAN을 사용하였으며, 엔진의 주요 진동 특성인 H-mode 와 V-mode 그리고 X-mode를 특정 가진 주파수로 하여 주파수 응답 해석을 수행하였고, 엔진의 횡방향 진동 모드인 L-mode를 프로펠러의 회전에 의해 진동을 수반하는 가진 추력으로 가정하여 과도응답 해석을 수행한 후 날개의 진동 특성을 살펴보았다.
공동주택의 천장구조는 바닥충격음을 변화시키는 영향요소중의 하나이다. 천장구조의 진동응답 특성이 바닥충격음에 영향을 주는 요소를 확인하기 위해 천장구조의 달대를 제거하여 콘크리트 슬래브의 진동이 천장구조에 전달되지 않는 무달대 천장구조를 개발하였다. 달대가 시공된 일반 천장구조와 대비하여 무달대 천장구조의 천장판 가속도와 바닥충격음 레벨을 비교하였다. 무달대 천장구조를 사용함으로서 콘크리트 슬래브의 진동이 천장구조에 전달되는 것을 절연되어 천장구조의 진동응답 증폭을 저감시킬 수 있었으며, 저주파 대역의 바닥 충격음 증폭 또한 저감시킬 수 있었다. 일반 천장구조는 100 Hz 이하에서 천장구조의 진동응답이 증폭되어 저주파 대역 바닥충격음이 증폭되었다.
본 논문에서는 정밀 장비에 대한 전반적인 진동성능시험에 대하여 개설하고 주파수응답함수를 이용한 정밀 장비의 진동허용규제치를 결정할 수 있는 새로운 간편한 방법을 모색하고자 한다. 그리고 이러한 방법을 HDD(Hard Disk Driver)의 진동허용규제치를 결정하는 것에 적용하여 그 유용성을 확인하고자 한다.
내부공진 (.omega.$_{3}$ = .omega.$_{1}$ + 2.omega.$_{2}$)을 가진 원판 의 조합공진(.OMEGA. = 2.omega.$_{1}$ + .omega.$_{2}$)응답의 안정성 을 해석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 모든 진폭이 0(.alpha.$_{1}$=.alpha.$_{2}$=.alpha.$_{3}$=0)인 공진응답 은 매개변수의 값에 관계없이 안정하다. 2) 모든 진폭이 0이 아닌 (.alpha.$_{1}$.neq.0, .alpha.$_{2}$.neq.0, .alpha.$_{3}$.neq.0) 공진응답은 쌍으로 존재하는데 진폭이 큰 응답(upper branch)은 안정하나 진폭이 작은 응답(lower branch)은 불안정하다. 3) 진폭이 0이 아닌 공진응답이 존재하지 않는 경우에는 선형계와 마찬가지 로 모든 진폭이 0이 공진응답(결과적으로 비공진 응답)이 계의 응답을 지배 하지만 모든 진폭이 0이 아닌 공진응답이 존재하는 경우에는 안정한 공진응 답이 2개이므로 초기조건이 실제의 응답을 결정하게 된다.
동경전력(주)가 도쿄만 근처에 건설한 높이-직경비가 비교적 큰 지진시험모델(TEPSCO모델)에 수행한 강제진동시험결과와 시험모델의 지진응답을 해석하고 분석하였다. 재료시험과 지반조사 결과를 이용하여 예측해석모델을 만들었고, 시험시에 계측된 측정치를 반영하여 예측해석모델을 수정하여 예측후상관해석모델을 작성하였다. 해석은 진동수영역과 시간영역에서 각각 이루어졌다. 연구결과로 TEPSCOT모델의 경우는 부지와 시험모델의 형상특성으로 인하여 지반의 재료감쇠비가 동적응답에 미치는 영향이 지배적이었음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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