• 제목/요약/키워드: Dynamic amplification factor

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Experimental study on models of cylindrical steel tanks under mining tremors and moderate earthquakes

  • Burkacki, Daniel;Jankowski, Robert
    • Earthquakes and Structures
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    • 제17권2호
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    • pp.175-189
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    • 2019
  • The aim of the study is to show the results of complex shaking table experimental investigation focused on the response of two models of cylindrical steel tanks under mining tremors and moderate earthquakes, including the aspects of diagnosis of structural damage. Firstly, the impact and the sweep-sine tests have been carried out, so as to determine the dynamic properties of models filled with different levels of liquid. Then, the models have been subjected to seismic and paraseismic excitations. Finally, one fully filled structure has been tested after introducing two different types of damages, so as to verify the method of damage diagnosis. The results of the impact and the sweep-sine tests show that filling the models with liquid leads to substantial reduction in natural frequencies, due to gradually increasing overall mass. Moreover, the results of sweep-sine tests clearly indicate that the increase in the liquid level results in significant increase in the damping structural ratio, which is the effect of damping properties of liquid due to its sloshing. The results of seismic and paraseismic tests indicate that filling the tank with liquid leads initially to considerable reduction in values of acceleration (damping effect of liquid sloshing); however, beyond a certain level of water filling, this regularity is inverted and acceleration values increase (effect of increasing total mass of the structure). Moreover, comparison of the responses under mining tremors and moderate earthquakes indicate that the power amplification factor of the mining tremors may be larger than the seismic power amplification factor. Finally, the results of damage diagnosis of fully filled steel tank model indicate that the forms of the Fourier spectra, together with the frequency and power spectral density values, can be directly related to the specific type of structural damage. They show a decrease in the natural frequencies for the model with unscrewed support bolts (global type of damage), while cutting the welds (local type of damage) has resulted in significant increase in values of the power spectral density for higher vibration modes.

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.

진동영향을 고려한 가시설 레일의 동적 거동 특성 (Nonlinear Dynamic Behavior of Temporary Rail Considering the Effect of Vibration)

  • 임형준;류동현;원종화;김문겸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권2A호
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    • pp.171-178
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    • 2008
  • 본 연구는 일반적인 궤도 구조물과는 달리 지지부와 받침이 레일과 상하로 구속되어 있지 않은 가시설 레일을 해석함에 있어 상부 하중에 의해 발생하는 종 방향 하중과 횡 방향 하중 및 진동, 그리고 들림 현상 등을 고려하여 가시설 레일 구조물의 하중 증가율을 제안한 후 비선형 동적 거동 특성을 파악하는데 목적이 있다. 그리하여 상부 구조물의 하중과 진동에 의한 영향이 클 것으로 판단되는 철근 배근 장치에 대한 실구조물 계측을 통해 하중 증가율을 제안하였으며 비선형 동적 유한 요소 해석을 실시하여 진동에 의한 하중 증가율을 고려한 차륜하중에 의해 발생하는 동적응답을 통해 동적 거동특성을 파악하였다. 그 결과 철근 배근 장치의 진동에 의한 하중 증가율을 7%로 제안하였으며 비선형 동적 거동은 선형화된 레일에 비해 최대응력이 14.5% 증가하였고 상부 주행 장치의 속도에 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

양극산화 알루미늄피막을 이용한 박막트랜지스터의 구성에 관한 연구 (A Study on the TFT Fabrication Using Anodized Aluminium Oxide Film)

  • 김봉흡;홍창희
    • 대한전기학회논문지
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    • 제31권9호
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    • pp.74-81
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    • 1982
  • One of the stable thin film transistor fabricated by cadmium suifide with the anodized aluminium oxide as gate material. The principle of the operation for the device is based on the control mechanism of injected majority carricrs to the wide band gap semiconductor, that is cadmium sulfide, by means of the function of the gate control. The fabricated device constructed by evaporating CdS layer in the form of microcrystalline on the oxided thin film characterized by ea, 80 as voltage amplification factor, 1/100 mho as transconductance, 8 kohm as dynamic output resistance, furthermore gain band width products is about 15 MHz.

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궤도의 불규칙성을 고려한 철도교량의 동적응답분석 (Dynamics Responses of Railway Bridges for Track Irregularities)

  • 박흥석;이용선;이상호;김상효
    • 전산구조공학
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    • 제11권3호
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    • pp.253-262
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    • 1998
  • 본 연구에서는 경부고속철도의 주요 교량형식인 PSC 박스교량을 3차원 뼈대요소를 사용하여 모형화하였으며, 궤도불규칙성의 형상은 지수 스펙트럴 밀도함수를 사용하여 생성시켰다. 경부고속철도차량(K-TGV)중 동력차는 17자유도의 3차원 주행열차로 모형화하였고, 이러한 교량, 궤도불규칙성 및 차량 모형을 이용하여 교량과 차량의 상호작용을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 동적해석을 위한 교량과 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였으며, 운동방정식의 수치해석에는 Newmark-β법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 동력차의 주행에 의한 교량의 시간이력곡선을 구하였으며, 궤도불규칙성의 영향을 분석하였다. 또한 도상의 유무에 따른 교량동적거동의 특성과 함께 열하중의 편심의 영향도 분석하였다.

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해상크레인을 이용한 다양한 해저 장비의 설치 작업 시 상하운동응답특성에 관한 모형 시험 연구 (Experimental Study of Heave Responses of Subsea Equipment during Installation Operation Using Offshore Crane)

  • 최영명;남보우;김남우;박인보;홍사영;김종욱
    • 한국해양공학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.75-83
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    • 2016
  • An experimental study on a subsea installation using an offshore crane was conducted. Concrete blocks, suction piles, and manifolds were considered in this study. Free decay tests were conducted to investigate the fluid characteristics of the subsea structures. The added masses of the structures were estimated. The motion response amplitudes of the subsea structures were compared for different structures and water depths. In addition, the dynamic tension transfer function of the crane wire was investigated. The root mean square values of the heave motion and the dynamic amplification factor of the wire tension were investigated in irregular waves.

Cyclic testing of a new visco-plastic damper subjected to harmonic and quasi-static loading

  • Modhej, Ahmad;Zahrai, Seyed Mehdi
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제81권3호
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    • pp.317-333
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    • 2022
  • Visco-Plastic Damper (VPD) as a passive energy dissipation device with dual behavior has been recently numerically studied. It consists of two bent steel plates and segments with a viscoelastic solid material in between, combining and improving characteristics of both displacement-dependent and velocity-dependent devices. In order to trust the performance of VPD, for the 1st time this paper experimentally investigates prototype damper behavior under a wide range of frequency and amplitude of dynamic loading. A high-axial damping rubber is innovatively proposed as the viscoelastic layer designed to withstand large axial strains and dissipate energy accordingly. Test results confirmed all assumptions about VPD. The behavior of VPD subjected to low levels of excitation is elastic while with increasing levels of excitation, a significant source of energy dissipation is provided through the yielding of the steel elements in addition to the viscoelastic energy dissipation. The results showed energy dissipation of 99.35 kN.m under a dynamic displacement with 14.095 mm amplitude and 0.333 Hz frequency. Lateral displacement at the middle of the device was created with an amplification factor obtained ranging from 2.108 to 3.242 in the rubber block. Therefore, the energy dissipation of viscoelastic material of VPD was calculated 18.6 times that of the ordinary viscoelastic damper.

누설유량과 회전체동역학적 성능을 고려한 래버린스 씰 설계 (Labyrinth Seal Design Considering Leakage Flow Rate and Rotordynamic Performance)

  • 문민주;이정인;서준호
    • Tribology and Lubricants
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    • 제39권2호
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    • pp.61-71
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    • 2023
  • This study proposes a procedure for designing a labyrinth seal that meets both leakage flow rate and rotordynamic performance criteria (effective damping, amplification factor, separation margin, logarithmic decrement, and vibration amplitude). The seal is modeled using a one control volume (1CV) bulk flow approach to predict the leakage flow rate and rotordynamic coefficients. The rotating shaft is modeled with the finite element (FE) method and is assumed to be supported by two linearized bearings. Geometry, material and operating conditions of the rotating shaft, and the supporting characteristics of the bearings were fixed. A single labyrinth seal is placed at the center of the rotor, and the linearized dynamic coefficients predicted by the seal numerical model are inserted as linear springs and dampers at the seal position. Seal designs that satisfy both leakage and rotordynamic performance are searched by modifying five seal design parameters using the multi-grid method. The five design parameters include pre-swirl ratio, number of teeth, tooth pitch, tooth height and tooth tip width. In total, 12500 seal models are examined and the optimal seal design is selected. Finally, normalization was performed to select the optimal labyrinth seal designs that satisfy the system performance requirements.

복합면진장치를 적용한 무정전전원장치의 1축 진동대실험 기반 동적특성 분석 (Dynamic Characteristic of the Seismic Performance of Uninterruptible Power Supply with Combined Isolator Using Shaking Table Test)

  • 이지언;이승재;박원일;최경규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.19-28
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    • 2022
  • 본 연구에서는 전력·통신 설비로 분류되는 무정전전원장치의 내진성능을 향상하기 위하여 고감쇠고무와 와이어 면진장치를 결합한 3가지 유형의 복합면진장치를 개발하였다. 복합면진장치를 적용한 UPS의 동적 특성을 분석하기 위하여 단축 진동대 실험을 수행하였다. 진동대 실험은 국외 진동대 실험 기준인 ICC-ES AC156을 따라 수행하였으며 기준에서 제시하고 있는 요구응답스텍트럼을 기반으로 입력 지진파를 생성하였다. 입력 지진파의 스케일을 50%에서 200%까지 증가시키며 가진하였다. 진동대 실험을 바탕으로 UPS의 손상양상 및 고유진동수, 감쇠비. 동증폭계수, 상대변위 등 동적특성을 비교 및 분석하였다. 3가지 유형의 복합면지장치를 적용함에 따라 UPS의 내진성능이 향상되었으며 이를 통해 개발 면진장치의 성능을 검증하였다.

감쇠장치의 동적특성에 대한 고무의 종류, 경도 및 프리스트레스력의 영향 평가 (Impact Evaluation of Rubber Type, Hardness and Induced Prestress Force on the Dynamic Properties of a Damper)

  • 임채림;양근혁;문주현;원은비
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.167-174
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    • 2022
  • 이 연구의 목적은 감쇠능력이 우수한 재료로 구성된 DUS(damping-up system)의 동적특성을 평가하고 일반 행어볼트와의 성능을 비교하는데에 있다. 주요변수는 고무의 종류 및 경도(𝜂H) 그리고 프리스트레스력(고무의 응력-변형률 관계에서 압축변형률(𝜂R)로부터 환산된 값)이다. 동적특성은 고유진동수(𝜔n), 최대 응답가속도(Am), 증폭계수(𝛼p), 최대 상대변위(𝚫m) 및 감쇠비(𝜉D)로부터 평가되었다. 실험결과 DUS의 Am, 𝛼p 및 𝚫m 는 일반 행어볼트 보다 각각 46.3%, 46.6% 및 62.9% 낮았으며, 𝜉D는 3.89배 높았다. 특히 DUS의 𝛼p 는 평균 1.3으로서 KDS 41 17 00의 강성요소에서 제시하는 값과 비슷한 반면, 일반 행어볼트의 𝛼p 는 2.45로 연성요소에서 제시하는 값과 비슷하였다. 결과적으로 DUS의 최적상세는 𝜂H가 50인 NR(natural rubber)과 45인 EPDM(ethylene propylene diene monomer)을 권장하며, 이들의 𝜂R는 5%로 추천한다.