• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제65권6호
• /
• pp.761-769
• /
• 2018

In this work, an optimization method of Friction Tuned Mass Damper (FTMD) parameters is presented. Friction tuned mass dampers (FTMD) are attached to mechanical structures to reduce their vibrations with dissipating the vibratory energy through friction between both bodies. In order to exploit the performances of FTMD, the determination of the optimum parameters is recommended. However, the presence of Coulomb's friction force requires the resolution of a non-linear stick-slip problem. First, this work aims at determining the responses of the vibratory system. The responses of the main mass and of the FTMD are determined analytically in the sticking and sliding phase using the equivalent damping method. Second, this work aims to optimize the FTMD parameters; the friction coefficient and the tuned frequency. The optimization formulation based on the Ricciardelli and Vickery method at the resonance frequencies, this method is reformulated for a system with a viscous damping. The inverse problem of finding the FTMD parameters given the magnitude of the force and the maximum acceptable displacement of the primary system is also considered; the optimization of parameters leads to conclude on the favorable FTMD giving significant vibration decrease, and to advance design recommendations.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권7호
• /
• pp.41-53
• /
• 2014

본 연구는 절리형성 암반지층 굴착벽체 작용토압의 크기 및 분포에 대해서 절리의 점착강도, 암석종류 및 절리경사각을 달리하여 조사하였다. 본 연구는 특히 절리 점착강도의 영향에 대해 초점을 두었다. 실내모형실험(Son and Park, 2014)에 근거하여 암석과 구조물의 상호작용을 고려하면서 확장된 매개변수 연구를 수행하였다. 이 때 매개변수 연구는 암석과 절리의 거동특성을 고려할 수 있도록 개별요소법에 근거하여 수행하였다. 연구결과 굴착벽체에 작용하는 토압은 암석 및 절리경사각 뿐만아니라 절리 점착강도에 의해서 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 절리 점착강도의 영향은 특히 절리가 활동될 수 있는 조건에서 크게 나타났다. 본 연구에서는 서로 다른 조건에서 절리의 활동을 방지하기 위한 절리 점착강도의 크기를 조사하였다. 연구결과는 또한 토사지반에서의 토압산정을 위해 자주 이용되는 Peck의 경험토압과도 비교되었다. 비교결과 절리형성 암반지층에서 발생하는 토압은 토사지반에서의 토압과는 크게 다를 수 있다는 것을 나타냈다. 본 연구결과는 향후 절리형성 암반지층 굴착벽체 작용토압에 대해 보다 나은 이해를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제10권5호
• /
• pp.109-116
• /
• 2010

강우로 인한 침투 및 지하수위 상승은 산사태나 사면 활동의 주요 원인이다. 이러한 경우 사면의 안전율을 확보하기 위하여 사면 경사를 완만하게 하거나, 보강재를 이용하여 저항력을 높여주는 공법이 사용된다. Mass Nail 공법은 Nail 보강공과 경사면 배수공, 표면 녹화공을 동시에 적용할 수 있는 환경 친화적인 경사면 보강 공법이다. 본 연구에서는 Mass Nail로 보강된 사면의 보강효과를 확인하기 위해 강우로 인한 사면의 함수비 변화를 고려하여 실내 모형 실험을 수행하였다. 그 결과, 무보강 사면에 대한 Mass Nail 보강 사면의 안전율은 약 1.4~2.3배 증가하였고, 함수비를 10%에서 22%로 증가 할 경우 무보강 사면에서 최대 응력은 12%~24%, 평균 18% 감소하였고, Mass Nail 경사면 보강법을 적용한 사면은 4%~23%, 평균 14% 감소함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제31권4호
• /
• pp.57-66
• /
• 2015

지진에 대한 사면 재해도 작성 시 일반적으로 Newmark 활동블록 이론에 기초한 변위 추정식이 사용된다. 하지만 기존에 제안된 추정식들은 활동면에서의 동적 응답을 고려하지 않고 제방, 흙댐, 매립지 등 비교적 완만한 경사의 지반구조물을 대상으로 제안되었으며 산사면과 같이 경사진 기반암에 토사층이 피복된 경우에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 산사면의 지형적 특성을 모사한 2차원 비선형 동적해석을 수행하여 이의 동적 응답 특성을 분석하였다. 지진 시 산사면의 영구변위는 활동면에서 계산된 등가가속도를 Newmark 활동블록 방법에 적용하여 계산하였다. 이와 같이 계산된 영구변위는 본 연구에서 제안된 간편 변위 추정식과 비교하여 정확도를 평가하였다. 검토 결과, 산사면의 기하학적 증폭은 입력 지진의 세기와 주기, 토층의 고유주기에 영향을 크게 받으므로 이를 고려하지 않는 기존의 경험식은 영구변위를 정확하게 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 변위 예측식의 정확도는 최대지반가속도, 최대지반속도, Arias 진도, 평균주기와 토층의 고유주기가 고려될 경우 현격하게 향상되는 것으로 분석되었으며 이를 기반으로 하여 새로운 변위추정식이 제시되었다. 나아가 본 연구에 제안된 변위추정식은 산사태 재해 위험도 예측에 적용되어 정확성이 검증되었다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제34권6호
• /
• pp.649-664
• /
• 2023

Structural inertial interaction is a representative the effect of dynamic soil-foundation-structure interaction (SFSI), which leads to a relative displacement between soil and foundation, period lengthening, and damping increasing phenomena. However, for a system with a significantly heavy foundation, the dynamic inertia of the foundation influences and interacts with the structural seismic response. The structure-to-foundation mass ratio (MR) quantifies the distribution of mass between the structure and foundation for a structure on a shallow foundation. Although both systems exhibit the same vertical factor of safety (FS_v), the MR and corresponding seismic responses attributed to the structure and foundation masses may differ. This study explored the influence of MR on the permanent deformation and seismic response of soil-foundation-structure system considering SFSI via numerical simulations. Given that numerous dimensionless parameters of SFSI described its influence on the structural seismic response, the parameters, except for MR and FS_v, were fixed for the sensitivity analysis. The results demonstrated that the foundation inertia of heavier foundations induced more settlement due to sliding behavior of heavily-loaded systems. Moreover, the structural inertia of heavier structures evidently exhibited foundation rocking behavior, which results in a more elongated natural period of the structure for lightly-loaded systems.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제7권2호
• /
• pp.51-60
• /
• 1991

For the accurate run-out of a light rotor shaft the sliding bearings supplied with externally pressurized air are effectively applied, and it is important to predict the static and dynamic characteristics of rotor-bearing system. In this study direct numerical method is applied to solve the perturbed Reynolds' equation. To solve it the perturbed dimensionless mass flow rate is used as the boundary condition under the inherently-compensated restrictor. The dynamic characteristics of a rotor supported in the externally pressurized air bearings are analyzed, and as a result the orbit of the journal center is calculated. The theoretical results are investigated and discussed.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
• /
• pp.61-65
• /
• 2010

The performance of slopes during earthquake is often accessed in terms of permanent deformation. In the assessment of permanent deformation, Newmark-type rigid block analysis is widely used. Original Newmark-type block approach, however, assumes the potential sliding mass to be rigid, and has been criticized to be potentially unconservative. The paper reviews analytically the impact of this noncompliance assumption on computed permanent deformations. The results indicate that there is a simple criterion that can be used to determine the level of conservativeness of the rigid block approach in cases of gently-sloping slip surfaces and retaining walls.

• 터널과지하공간
• /
• 제17권6호
• /
• pp.438-447
• /
• 2007

본 기술보고서는 Lisbon에서 개최된 2007 ISRM Congress에서 발표된 논문을 소개한 것이다. 이는 SRM(합성암반체)에 관한 연구결과이며, 이의 중요성과 향후 잠재력을 강조하고 있는 Fairhurst 교수가 직접 발표한 논문이다. 절리 암반의 특성을 규명하는 SRM 접근법은 현존하는 경험적 접근법이나 절리 암반의 거동에 대한 현재의 이해정도와 관련지어 재검토된다. 이 재검토 논문에서 절리 암반의 역학적 거동에 영향을 미치는 주요 요소들이 어떻게 고려되는가를 기술하며, 또 SRM 접근법이 상당히 발전되어 현장에 적용된 사례를 보여준다. PFC-3D에서 BP 모델링과 DFN 모사법 등의 두개의 잘 정립된 방법에 기초를 두고 있는 이 기법은 새로운 미끄러지는 절리모델을 사용한다. 이 모델은 모든 응력경로에 의하여 힘을 받고 있는 수천개의 기존 절리를 포함하는 대규모 암반체를 모사할 수 있게 하는 것이다. 암반의 강도 및 취성도, 완전 순응 행렬의 전개, 그리고 초기의 파쇄 등이 SRM 시험에서 얻어지는 결과이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제14권6호
• /
• pp.391-398
• /
• 2004

시추공에서 관찰된 절리면의 방향성과 위치자료를 이용하여 개착면에서의 trace 분포를 예측하는 대수학적 기법을 개발하였다. 절리 trace 예측은 절리면과 투영면의 3차원 평면식을 활용하여 대수학적으로 수행되며, 개별 불연속면의 영속성을 고려하여 투영 영역 내에서 trace가 표출되는 범위가 산정된다. 절리 예측기법을 활용하여 슬럼핑 현상에 의해 구조적으로 불안정한 김해 내삼사면의 안정성 및 보강 계획의 적정성을 분석하였다. DOM 시추작업을 수행하여 암반구조 특성을 조사하였으며, 사면 파괴를 유발시킬 수 있는 절리들을 추출하여 심도별 지반거동 특성을 분석하였다. 또한, 사면보강을 위하여 계획된 앵커 정착부에서의 절리분포 및 거동양상을 분석하고 앵커 보강의 효율성을 고찰하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제47권4호
• /
• pp.256-270
• /
• 2023

본 연구에서는 선박 또는 해양구조물에 설치되는 터렛(Turret)과 같이 제어 대상의 무게 중심 주변이 아닌 임의 지점을 운동 중심으로 선정하여 제어할 수 있는 동적위치유지(Dynamic positioning; DP)용 슬라이딩모드(Sliding mode) 제어기를 연구하였다. 이러한 슬라이딩모드 제어기는 선박 및 해양구조물 동역학 모델의 불확실성, 시공간에서 변화하는 미지의 해양환경에 의한 외력, DP 제어시스템의 과도 성능을 고려한 제어가 가능하다. 선박 및 해양구조물의 임의 지점을 기준으로 제어하기 위해 제어 대상의 기구학 방정식에 포함되는 자코비안(Jacobian) 행렬을 수정하여 슬라이딩모드 제어기를 설계하였다. 제어기의 강건성(Robustness)을 확보하기 위해 슬라이딩모드 제어기 설계에 리아프노프(Lyapunov) 안정도 판별 이론을 적용하였다. 일반적으로 DP 제어에서 제어기의 강건성 확보를 위해 PD(Proportional derivative) 제어 알고리즘 기반의 이득 스케줄링(Gain scheduling)을 사용한다. 그러나 이득 스케줄링을 적용하기 위한 적절한 이득을 찾는 것은 DP 시스템 적용을 복잡하게 만든다. 따라서 본 연구에서는 이러한 선박 및 해양구조물 DP 제어기의 복잡성을 해소하기 위해 슬라이딩모드 제어 알고리즘을 고려하였다. 제안된 슬라이딩모드 제어 알고리즘의 유효성을 검증하기 위해 시간 영역 시뮬레이션을 구현하였으며, 제어 알고리즘의 성능평가에 활용되었다. 제안된 슬라이딩모드 제어기의 유효성 검토를 위해 일반적인 PD 제어 알고리즘을 적용한 DP 제어 시뮬레이션 결과와 비교하였다.