This paper considers the seismic performance of lever-type tuned mass damper(TMD). The lever-type TMD is designed utilizing the seismic-performance of TMD and the control force required for constraining story drift. The TMD is basically designed by tuning the frequency of primary structure. Thus, the TMD plays an important role to reduce the dynamic responses. The lever-type TMD has a merit to control more displacement responses than the existing TMD due to the control forces. It is shown that the optimum design of lever-type TMD is affected by the ratio of the TMD mass with respect to the mass of the primary structure, the damping ration of the primary structure, and the length ratio of the lever. A numerical example exhibits the effectiveness of the dynamic control by the lever-type TMD and its validity is illustrated in a three-story building structure subjected to earthquake.
A high-frequency vibration control method is proposed in this paper for Pumped Storage Power Plants (PSPPs) using Eddy Current Tuned Mass Damper (EC-TMD), based on which a new type of EC-TMD device is designed. The eddy current damper parameters are optimized by numerical simulation. On this basis, physical simulation model tests are conducted to compare and study the effect of structural performance with and without damping, different control strategies, and different arrangement positions of TMD. The test results show that EC-TMD can effectively reduce the control effect under high-frequency vibration of the plant structure, and after the additional damping device forms EC-TMD, the energy dissipation is further realized due to the intervention of eddy current damping, and the control effect is subsequently improved. The Multi-Tuned Mass Damper (MTMD) control strategy broadens the tuning band to improve the robustness of the system, and the vibration advantage is more obvious. Also, some suggestions are made for the placement of the dampers to promote their application.
In this paper the tuned mass-damper-inerter (TMDI) is considered for passive vibration control and energy harvesting in harmonically excited structures. The TMDI couples the classical tuned mass-damper (TMD) with a grounded inerter: a two-terminal linear device resisting the relative acceleration of its terminals by a constant of proportionality termed inertance. In this manner, the TMD is endowed with additional inertia, beyond the one offered by the attached mass, without any substantial increase to the overall weight. Closed-form analytical expressions for optimal TMDI parameters, stiffness and damping, given attached mass and inertance are derived by application of Den Hartog's tuning approach to suppress the response amplitude of force and base-acceleration excited single-degree-of-freedom structures. It is analytically shown that the TMDI is more effective from a same mass/weight TMD to suppress vibrations close to the natural frequency of the uncontrolled structure, while it is more robust to detuning effects. Moreover, it is shown that the mass amplification effect of the inerter achieves significant weight reduction for a target/predefined level of vibration suppression in a performance-based oriented design approach compared to the classical TMD. Lastly, the potential of using the TMDI for energy harvesting is explored by substituting the dissipative damper with an electromagnetic motor and assuming that the inertance can vary through the use of a flywheel-based inerter device. It is analytically shown that by reducing the inertance, treated as a mass/inertia-related design parameter not considered in conventional TMD-based energy harvesters, the available power for electric generation increases for fixed attached mass/weight, electromechanical damping, and stiffness properties.
This paper presents the parameter study of multiple tuned liquid damper (MTLCD) applied to the 76-story benchmark building. A parameter study involves the effects of number of TLCD, frequency range, and central tuning frequency ratio, which are important parameters of MTLCD. The performance of MTLCD is carried out numerical analysis which reflects the nonlinear property of liquid motion. The parameters of TLCD exist different each optimal values according to mass ratio. The performance of single-TLCD (STLCD) is sensitive for tuning frequency ratio. Therefore, MTLCD is proposed to protect such the shortcoming of STLCD. The result of numerical analysis presents improved performance for robustness of MTLCD
In this paper, a proper support tuning method is established by identifying the dynamic characteristics of the machine, the floor. and the inertia force. Also, the limitation of a passive isolation is presented. To simplify the dynamic analysis and to establish a proper design method for supporting system, each of the machine and the floor is modeled as a single degree of freedom spring-mass-damper system under careful investigation of the dynamic characteristics of each system and appropriate assumptions. Then, the dynamic behavior of a 2DOF system and the effect of the mass and the damping are investigated. Also, the characteristics of motion profiles are investigated. In addition, a quasi-static analysis on the transmitted force through support is performed and related tests are performed.
This paper aims at assessing the seismic performance of Tuned Mass Dampers (TMDs) based on sets of recorded ground motions. For the simplest configuration of a structure-TMD assembly, in a comprehensive study characteristic response quantities are derived and statistically evaluated. Optimal tuning of TMD parameters is discussed and evaluated. The response reduction by application of a TMD is quantified depending on the structural period, inherent damping of the stand-alone structure, and ratio of TMD mass to structural mass. The effect of detuning on the stroke of the TMD and on the structural response is assessed and quantified. It is verified that a TMD damping coefficient larger than the optimal one reduces the peak deflection of the TMD spring significantly, whereas the response reduction of the main structure remains almost unaffected. Analytical relations for quantifying the effect of a TMD are derived and subsequently evaluated. These relations allow the engineer in practice a fast and yet accurate assessment of the TMD performance.
This special issue focuses on Smart Tuned Mass Dampers (STMD) that are either active or smart or semi-active in nature. Active tuned mass dampers or active mass dampers have found wide acceptance and have been implemented in many tall buildings and long span bridges. Recently researchers have developed a new class of smart tuned mass dampers using either variable stiffness and/or variable damping to effect the change in instantaneous frequency and damping. Since tuning plays a central role in STMDs it is of great current interest thus the topic of this special issue. Discussions of recent active and smart TMD implementations in tall buildings and bridges are also included.
Generally dual mass flywheel(DMF) is used as a solution to reduce noise and vibration of power train system and to improve the comfortability of passenger car. In this paper, design concept of new DMF model, analytical/numerical model, test procedure and tuning results are presented. Design parameters are studied by some numerical methods and tests. As the result, we can find more efficient model of DMF and reduce vibration level in power train system.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권7호
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pp.580-586
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2016
추진효율 향상을 위해 개발된 초장행정 엔진은 저속에서도 큰 출력을 낼 수 있는 장점이 있는 반면에 이전에 비해 비틀림진동의 기진력은 상당히 증가하였다. 따라서 이전에는 튜닝 휠 또는 플라이휠만으로도 제어가 가능하였던 선박들도 연료절약형 초장행정 엔진이 탑재되는 경우에는 비틀림진동 댐퍼를 적용해야만 제어가 가능하다. 본 논문에서는 비틀림진동 제어를 위해 적용된 점성-스프링 댐퍼의 동특성을 확인하고 해당 축계에 최적 동특성을 갖는 점성-스프링 댐퍼를 설계하여 비틀림진동 특성을 검토하였다. 또한, 일부 엔진증속 지연현상을 지닐 우려가 있는 선박의 경우에는 대상축계의 진동 특성을 고려하여 최적댐퍼 설계이론에 따라 선정된 파라미터를 적절히 조정함으로써 과도한 피로누적에 따른 축 절손현상을 방지할 수 있는 축계 비틀림진동 제어 방안을 제시하였다.
Natural hazards like earthquakes, high winds, and tsunami are a threat all the time for multi-story structures. The environmental forces cannot be clogged but the structures can be prevented from these natural hazards by using protective systems. The structural control can be achieved by using protective systems like the passive, active, semi-active, and hybrid protective systems; but the semi-active protective system has gained importance because of its adaptability to the active systems and reliability of the passive systems. Therefore, a semi-active protective system for the earthquake forces has been adopted in this work. Magneto-Rheological (MR) damper is used in the structure as a semi-active protective system; which is connected to the current driver and proposed controller. The Proportional Integral Derivative (PID) controller and reliable PID controller are two proposed controllers, which will actuate the MR damper and the desired force is generated to mitigate the vibration of the structural response subjected to the earthquake. PID controller and reliable PID controller are designed and tuned using Ziegler-Nichols tuning technique along with the MR damper simulated in Simulink toolbox and MATLAB to obtain the reduced vibration in a three-story benchmark structure. The earthquake is considered to be uncertain; where the proposed control algorithm works well during the presence of earthquake; this paper considers robustness to provide satisfactory resilience against this uncertainty. In this work, two different earthquakes are considered like El-Centro and Northridge earthquakes for simulation with different controllers. In this paper performances of the structure with and without two controllers are compared and results are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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