Direct Integration method(D.I) and Mode Superposition method(M.S) are used widely in dynamic analysis method for structure with isolation devices. D.I is used firstly because it is consider to nonlinearity of isolation device. M.S is applied in elastic region, but it is difficult to apply M.S because coincidence with othogonality condition in the case of adding the damping of isolation device. In this study, the method for calculation of damping ratio of isolated structure is proposed, and proposed method is verified with analysis for example structure.
본 연구에서는 비선형 디스크 스프링과 고무링으로 구성된 완충장치의 감쇠에 관하여 연구하였다. 고무링의 마찰력과 디스크 스프링의 이력현상을 측정하여, 디스크 스프링의 적층 배열에 따른 이력곡선을 근사하고, 소산되는 에너지의 양을 추산하였다. 마찰력과 소산 에너지에 근거하여 네 종류의 감쇠 해석모델을 제시하였으며, 각각의 모델에 대한 충격응답을 고찰하였다. 고무링의 마찰력보다는 디스크 스프링의 이력현상이 완충장치의 감쇠거동에서 더 큰 영향을 미치었다. 가장 실용적인 감쇠 모델로는 소산되는 총 에너지의 양에 근거한 등가 점성 감쇠 모델이 다른 감쇠 모델보다 적합하다는 결론을 얻었다.
In this study, an incremental loading test of the HRS(Hybrid Rubber Slit) damper was additionally performed to define the physical characteristics according to the incremental test results, and an analytical study was performed according to the damping design procedure by selecting an example structure. As a result of performing seismic performance evaluation before reinforcement by selecting a RC structure similar to an actual school structure as an example structure, the story drift ratio was satisfied, but some column members collapsed due to bending deformation. In order to secure the seismic performance, the damping design procedure of the HRS damper was presented and performed. As a result of calculating the amount of damping device according to the expected damping ratio and applying it to the example structure, the hysteresis behavior was stable without decrease in strength, and the story drift ratio and the shear force were reduced according to the damping effect. Finally the column members that had collapsed before reinforcement satisfied the LS Level.
Pneumatic damping through a orifice type duct for OWC type wave energy device is studied experimentally. Forced oscillation tests are made to measure chamber pressure and velocity of air flaw through orifice. Pneumatic damping coefficient are deducted from the experimental research, and discussion are made far the influence of frequency, heave amplitude, and orifice size. Finally two formula are proposed for the estimation of non-dimensional pneumatic damping coefficient by regression analysis. The proposed formula proves to be a reliable method far practical application.
In this paper, the feasibility of the high-performance damping device vibration suppression of stay cables has been investigated. The proposed damping system consists of a linear viscous damper and a scissor-jack-type toggle linkage. Since the mechanism of the scissor-jack-type toggle linkage amplifies the relative displacement of the linear viscous damper, it is expected that the capacity of the viscous damper used in the scissor-jack-damper energy dissipation system can be reduced without the loss of the control performance. Numerical simulation results demonstrate the efficacy of the damping system employing the scissor-jack-type toggle linkage. Therefore, the proposed damping system could be considered as one of the promising candidates for suppressing vibration of stay cable.
Pneumatic damping through an orifice-type duct for an OWC-type wave energy device is studied experimentally. Forced oscillation tests are used to measure chamber pressure and velocity of air-flow through an orifice. Pneumatic damping coefficients are deducted from the experimental research, and the influence of frequency, heave amplitude, and orifice size are discussed. Finally, two formulas are proposed for the estimation of non-dimensional pneumatic damping coefficient by regression analysis. The proposed formula proves to be a reliable method for practical application.
This paper presents a new vibration control device by which the mass and damping of a structure is increased equivalently. The vibration control system, named toggle-rotational inertia-viscous damper, can be utilized effectively in applications of small structural drift. Numerical analysis shows that because the relative drift of a structure can be effectively amplified by the toggle system, the device has a great performance in the vibration control without the increase of the damper capacity and size. It is also observed that vibration control effects is caused by the increase of equivalent mass and damping due to the rotational inertia and damping of the device.
Possibility of passive piezoelectric damping based on a new shunting parameter estimation method is studied using finite element analysis. The adopted tuning method is based electrical impedance that is found at piezoelectric device and the optimal criterion for maximizing dissipated energy at the shunt circuit. Full three dimensional finite element model is used for piezoelectric devices with cantilever plate structure and shunt electronic circuit is taken into account in the model. Electrical impedance is calculated at the piezoelectric device, which represents the structural behavior in terms of electrical field, and equivalent electrical circuit parameters for the first mode are extracted using PRAP (Piezoelectric Resonance Analysis Program). After the shunt circuit is connected to the equivalent circuit for the first mode, the shunt parameters are optimally decided based on the maximizing dissipated energy criterion. Since this tuning method is based on electrical impedance calculated at piezoelectric device, multi-mode passive piezoelectric damping can be implemented for arbitrary shaped structures.
The radiation of water waves by a heaving truncated circular cylinder with damping plate is solved in the frame of the three-dimensional linear potential theory. The damping plate has a distinct advantage in reducing the motion response of a floating circular cylinder by increasing the added mass and the damping coefficient. Using the matched eigenfunction expansion method, the characteristics of hydrodynamic added mass and the damping coefficient are investigated with various system parameters, such as the radius and submergence depth of the damping plate. It is found that both added mass and the damping coefficient are significantly increased due to the arranged features of the larger damping plate with shallow submergence, which are positive factors as a motion reduction device of the floating offshore platform. Also the numerical results for an oscillating submerged disk show that the added mass is negative and that the damping coefficient has a peak value at resonant frequency when submergence depth is sufficiently small.
본 연구에서는 푸리에 모델, 확률 모델, 그리고 Newmark 설계 스펙트럼 방법과 같은 응답예측 모델을 사용하여 속도의존형 감쇠장치에 의해 제어되는 구조물의 응답과 제어기의 최대제어력을 예측하였다. 이를 위해, 유사 속도로부터 실제 속도를 예측하는 방법이 제안되었으며, 이 방법은 감쇠장치에 의해 증가되는 감쇠비의 실제속도에 대한 효과를 고려한다. 시간이력해석결과는 정확한 최대제어력을 예측하기 위해서는 실제속도가 사용되어야 하며, 제안된 방법에 의해 수정된 Newmark 설계 스펙트럼이 가장 전 주기구간에 걸쳐 정확한 예측 값을 산정함을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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