• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권5호
• /
• pp.309-316
• /
• 2022

이 논문에서는 이동하는 질량체의 연직 방향에 대한 관성 효과를 고려하여 보의 진동을 해석할 수 있는 유한요소해석 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 정밀한 상호작용 해석을 요하지 않는 경우에 계산의 효율성을 높이는 방법으로서, 이동하는 질량체의 관성 효과를 운동방정식에 연계시키고 질량체와 보의 상호작용력은 외부 하중으로만 고려한다. 범용 유한요소해석 소프트웨어인 Abaqus를 이용하여 시간 영역 해석을 수행하고 보의 절점과 이동하는 강체 질량의 절점 변위를 다지점 구속조건으로 연계하여 해석하는 방법을 제시하였다. 기존 해석적 방법에 의한 해와 비교하여 제안하는 방법을 검증하고 보행하중 모델을 이용한 이동 보행 하중해석에서 보행자의 질량 효과를 살펴보기 위한 간단한 연속 보 모델에 대한 해석 결과를 제시하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.74-74
• /
• 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.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.95-101
• /
• 2021

본 연구의 목적은 국소 진동 자극과 양측성 팔 훈련의 융합 중재를 뇌졸중 환자에게 적용했을 때, 팔 기능 개선에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 20명의 뇌졸중 환자를 국소 진동 자극과 양측성 팔 훈련의 융합 중재를 실시한 실험군과 양측성 팔 훈련만 실시한 대조군으로 나누어, 회기 당 30분씩 4주간, 총 20회 실시하였다. 진동자극은 실험군의 손상측 팔에 훈련이 이루어지는 30분간 적용되었다. 평가는 손상 측 팔의 회복정도와 양측 팔 의 사용량, 양손 사용의 수행의 질과 만족도를 측정하였으며, 대응표본 t-검정을 사용하여 그룹 내, 공분산 분석을 사용하여 그룹 간 비교를 하였다. 연구 결과, 실험군은 대조군보다 손상 측 팔의 기민성과 손상 측의 사용량에서 유의한 차이의 변화를 보였다. 효과 크기는 모든 항목에서 작은 효과 크기 이상의 차이를 보였다. 본 연구를 통해, 국소 진동 자극과 양측성 팔 훈련의 융합 중재가 뇌졸중 환자의 팔 기능 회복을 위한 효율적 중재로써 임상에서 사용 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.930-935
• /
• 2022

연구목적: 철근콘크리트 중공 슬래브의 중공율에 따른 강성저하 및 감쇠율을 평가하여 그 성능을 분석하고, 중공체의 감쇠 효과와 중공율에 따른 강성저하가 슬래브의 사용성에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하고자 한다. 연구방법:슬래브의 중공율에 따른 진동영향을 평가하기 위하여 0.6m^*0.21m^*3.6m의 크기로 시험체를 제작하였으며, 중공율의 변화에 따른 강성과 감쇠의 변화율을 측정하기 위하여 중공률은 0.0%~30%까지 6단계로 설정하였다. 연구결과:중공율이 증가하면 강성이 감소되므로 고유진동수도 감소하는 것으로 생각할 수 있으나 질량이 크게 감소하므로 고유진동수는 점진적으로 증가하며, 중공율 20%까지는 에너지 소산이 거의 일어나지 않으므로 층간소음 및 진동을 저감하기 위해서는 30% 정도의 중공율을 확보해야 한다. 결론:중공율 이 30% 정도인 슬래브의 휨성능의 저하는 최소로 하되 적절한 고유진동수를 유지할 수 있으며 , 어느 정도의 감쇠증진 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
• /
• pp.313-317
• /
• 1995

최근 환경오염이 심각한 사회문제로 대두됨에 따라 환경오염원을 제거하기 위한 여러 가지의 집진장치가 개발되고 있는데 화력발전소에서는 건식정전집진장치(dry electrostatic precipitator)를 이용하고 있다. 건식정전집진장치는 햄머(hammer) 방식의 충격장치를 설치하여 집진극과 방전극에 충격을 가함으로써 충격력을 극대화시키고 높은 분진박리 효과를 꾀하고 있는데 환경오염원이 되고 있는 집진판의 분진의 분리율을 높이기 위해서는 집진판의 전체 영역에서 분진을 동일하게 떨어뜨릴 수 있는 충격장치가 설계되어야 하는데, 이를 위해서는 충격하중에 따른 집진판의 진동 형태를 정확하게 분석하여야 한다. 본 연구에서는 집진판의 충격하중에 따른 진동의 형태를 분석하기 위해 펄스 레이저를 이용한 2중 노출 홀로그래피 시스템을 구성하였다. 홀로그래픽 간섭계는 이미 오래 전에 개발된 레이저 응용 계측기법으로서 주로 정현적인 진동을 하는 진동체의 진동 현상을 연구하는 데에 많이 사용되어 왔는데 그 기술 개발은 상당한 수준에 있다. 그러나 종래의 기술들은 주로 헬륨-네온(He-Ne)레이저와 같은 연속 레이저(continuous wave laser)를 이용한 기술들인데 최근에는 루비(ruby) 레이저와 같은 펄스 레이저 (pulse laser)를 이용한 기술이 많이 응용되고 있다. 이 펄스 레이저 홀로그래픽 간섭계를 Gottenberg는 응력파에 의해서 발생된 변형을 측정하기 위해 사용하였고 Aprahamian등은 보(beam)와 평판의 굽힘파(bending wave)의 전파 특성 연구에 이용하였다. 그 실험적 결과는 수치적 해석 결과와 비교되어 매우 좋은 일치성을 보였는데 이러한 펄스 레이져 홀로그래픽 간섭계 기법의 주요 장점은 어떠한 특정한 순간에 관찰하고자 하는 시험편의 전체 영역의 파동 전파 형상을 관찰할 수 있다는 것이다. 따라서 본 연구에서는 펄스 레이저를 응용한 2중 노출 홀로그래피법(double exposure holography method)을 이용해서 집진판에 충격하중이 가해졌을 때 발생하는 진동이 발생과 전파 특성을 충격하중의 방향에 따라서 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권4호
• /
• pp.94-103
• /
• 2016

궤도가 역사의 상부에 위치하여 열차운행으로 인하여 발생한 진동이 직접 전달되는 선하역사에서 구조물 진동과 이로 인한 구조물기인 소음이 기준치보다 높은 것으로 나타남에 따라, 기존 선하역사에 대하여 열차 운행의 중단 없이 진동저감이 가능한 경제적, 효율적 방안이 요구된다. 이에 본 연구에서는 진동전달 경로상의 기둥에 워터젯 공법으로 기둥단면에서 피복재 부분을 파쇄한 후 진동전달 절연기능을 가지는 에폭시 소재의 방진재를 보강하여 진동을 저감시키기 위한 구조진동절연시스템을 개발하였다. 방진재의 보강체적을 변수로 한 진동절연 시스템을 실제역사 기둥의 1/4축소모형에 적용하고, 충격가진 시험을 통한 진동저감 성능과 횡하중 반복가력시험을 통한 구조적 성능을 검증하고자 하였다. 충격가진 실험결과로부터 구조진동절연시스템을 적용할 경우 고유 진동주기가 하향되어 진동응답 특성이 변화되고 감쇠비는 약 15~30%까지 증가를 나타내어 진동저감 성능이 있음을 알 수 있었다. 또한 반복하중 가력에 의한 구조성능 실험에서 하중-변위 및 강성변화에 대한 고찰과 연성도 및 에너지 소산의 증가를 보인 결과로 부터 구조부재로의 기능을 유지함을 확인 할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권4호
• /
• pp.493-499
• /
• 2023

최근 도심지에서는 재건축, 재개발 및 초고층 건물이 활발하게 건축되고 있다. 이러한 공사현장은 지하공간 활용을 위하여 가시설 공사가 필수로 수행되며, 이를 위하여 건설 장비를 활용한 천공이 수반된다. 가시설 공사에 사용되는 천공장비는 토사층과 암반층에서 각각 어스오거와 항타기(T-4)를 주로 활용하였다. 최근에는 건설기계의 발달로 토사층과 암반층 모두 천공 가능하고 진동을 최소화 할 수 있는 Tricone-Bits와 같은 저진동 건설장비가 사용되고 있다. 하지만, 어스오거와 항타기에 대한 진동치 예측에 대한 연구는 다수 수행되었으나 저진동 천공장비에 대한 진동 영향에 대한 연구는 부족한 것이 현실이다. 본 연구에서는 저진동 천공장비인 Tricone-Bits에 대한 지반 진동치를 측정하고, 이를 활용하여 진동 거리감쇠식을 제안하였다. 또한, 기존 제시된 진동 거리감쇠식을 활용하여 어스오거 및 항타기에 대한 진동 예측한 후, 이를 비교 및 분석하여 Tricone-Bits 천공기계에 대한 진동감쇠 정도를 평가하였다. 그 결과, Tricone-Bits 천공 장비는 어스오거와 항타기 대비 97% 및 93%의 진동저감 효과가 나타났다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.41-49
• /
• 2018

이번 연구에서는 복합재료 박벽보(thin-walled beam)에서 시위 방향으로 단일 셀의 비대칭성 단면을 가지는 모델을 선정하여, 단면의 형상에 대한 이론적인 동특성을 연구하였다. 이를 위해 전단 변형 효과(transverse shear effect)와 와핑 구속 효과(warping restraint effect), 보의 길이 방향으로 일정한 테이퍼비와 기하학적 단면비 등을 고려하고, 비대칭 단면의 와핑 함수 보정을 통해 수학적 모델링을 수행하였다. 그 결과에 따라, 고려한 단면의 질량 계수와 강성 계수 및 고유 진동수 등의 특성을 조사하였다. 특히, 단면의 비대칭성, 와핑 함수를 보정하지 않은 경우, 모델의 테이퍼비와 단면비 등이 고유 진동수에 미치는 영향을 비교 분석하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제51권2호
• /
• pp.125-128
• /
• 2007

Numerov-Cooley 방법을 적용할 때 양쪽에서 전파된 파동함수를 연결시키는 것이 관건인데, 잘 알려진 스프레드시트인 엑셀에서 해찾기 도구를 활용하여 Numerov 방법의 파동함수 연결을 해결하였다. 한쪽방향으로 전파하여 얻은 에너지 값과 반대쪽으로 전파하여 얻은 에너지 값들의 평균을 이용해 상태함수의 고유값을 정하는 방법도 같은 결과를 보임을 확인하였다. 산화질소 분자 퍼텐셜 위에서 이 방법을 적용하였고, 진동에너지에 따른 원자간 평균거리와 터널링 변화를 계산하였다. 진동에너지가 증가하면서 분자 결합 길이는 비례하여 늘어나지만, 터널 효과는 모든 진동 상태가 어느 정도의 확률을 가지며 에너지 증가에 둔감하다는 것을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.70-70
• /
• 2011

사장교의 적용지간이 증가하여 초장대화하면서 구조안전성을 확보하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다. 본 연구에서는 현재까지 시도된 적이 없는 주경간 1,200m 사장교의 내풍안정성을 검토하기위하여 3차원공탄성 모형을 제작하고 풍동실험을 수행하였다.(그림1 참조) 실험대상 구조물은 내풍안정성 증대를 위해 유선형 박스거더를 채용하고 케이블이 거더와 함께 비틀림에 저항하도록 2면 케이블을 적용하였다. 구조적인 측면에서는 보강형 자중감소를 위해 전경간을 강박스로 계획하였으며 측경간에 부반력제어를 위한 Counter Weight을 적용하였다. 실험대상 구조물은 완성계, 가설계95%, 가설계50%, 가설계45%로 모형을 해체하면서 진행하였고 가설단계 별로 내풍케이블의 수량과 형상을 달리하여 내풍안정성 개선효과를 확인하고자 하였다. 3차원 풍동실험 결과 완성계에서 교량의 안전성에 심각한 문제를 발생시킬 수 있는 와류진동, 플러터, 버페팅과 같은 유해한 진동현상이 발견되지 않았으며, 시공중 내풍안정성 확보를 위하여 대상교량에 내풍케이블을 설치하고 내풍케이블의 수량 및 배치형상에 따른 진동제어 효과를 검토하였다. 본 실험은 현재 풍동실험 요소기술을 이용하여 1,200m급 사장교 풍동실험을 수행하였고 이에 따라 교량이 초장대화 되면서 스케일다운에 따른 보강형질량, 케이블 간격 등 실험모형 제작상 문제점을 확인 할 수 있었으며 이러한 경험을 토대로 향후 1,000m 이상급 초장대 사장교 내풍설계를 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.