Objective: This paper studies the method of measuring whole-body vibration in the car and terms associated. Background: Human exposure to vibration can be broadly classified as localized and whole-body vibration. The whole-body vibration affects the entire body of the exposed person. It is mainly transmitted through the seat surfaces, backrests, and through the floor to an individual sitting in the vehicle. It can affect the comfort, performance, and health of individuals. Method: Human responses to whole-body vibration can be evaluated by two main standards such as ISO 2631 and BS 6841. The vibration is measured at 8 axes - three translations at feet, 3 translations of hip and two translations of back proposed by Griffin. B&K's sensors used in this study are the 3-axes translational acceleration sensor to measure the translational accelerations at the hip, back and foot. Results: The parameters associated with the whole-body vibration in the car are frequency weightings, frequency weighted root-mean-square, vibration dose values, maximum transient vibration value, seat effective amplitude transmissibility, ride values and ride comfort. Conclusion: Studied the evaluating methods of vibration exposure and ride comfort. Application: Evaluation of whole-body vibration in the car.
In this paper, the ride comfort from a computer simulation was compared to the experimental result. For measuring ride comfort of a passenger car, acceleration data was obtained from the floor and seat during highway running with different speeds. The measured acceleration components were multiplied by the proper weighting functions, and then summed together to calculate overall ride values. Testing several passenger cars, the ride comforts were compared. In order to investigate the effect of vibration signals on the steering wheel, an apparatus to measure the vibrations and weighting functions on the steering wheel were designed. The effect of the steering accelerations on the ride comfort were investigated and added for the overall ride comfort. For the computer simulations, Korean dummy models were developed based on the Hybrid III dummy models. For the Korean dummy scaling, the national anthropometric survey of Korean people was used. In order to compare and check the validity of the developed Korean dummy models, dynamic responses were compared to those of Hybrid III dummy models. The computer simulation using the MADYMO software was also compared to the experimental results.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.8
no.2
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pp.45-53
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2004
In this paper, the stiffness and damping matrix are experimentally constructed using the structural modal information on frequencies, damping ratio and modal vectors, which are obtained by shaking table tests. Free vibration, harmonic and white noise vibration tests are performed. The acceleration of the shaking table was used as the input signal, and the corresponding accelerations of each floor were measured as output signals. The characteristics and limitations of modal information from each test are compared. The results of this study would be a basic resource of the analytical and experimental studies on the system identification of structures.
Seismic isolation systems employ structural control that protect both buildings and vibration-sensitive contents from destructive effects of earthquakes. Structural control is divided into three main groups: passive, active, and semi-active. Among them, semi-active isolation systems, which can reduce floor displacements and accelerations concurrently, has gained importance in recent years since they don't require large power or pose stability problems like active ones. However, their seismic performance may vary depending on the variations that may be observed in the mechanical properties of semi-active devices and/or seismic isolators. Uncertainties relating to isolators can arise from variations in geometry, boundary conditions, material behavior, or temperature, or aging whereas those relating to semi-active control devices can be due to thermal changes, inefficiencies in calibrations, manufacturing errors, etc. For a more realistic evaluation of the seismic behavior of semi-active isolated buildings, such uncertainties must be taken into account. Here, the probabilistic behavior of semi-active isolated buildings under historical pulse-like near-fault earthquakes is evaluated in terms of their performance in preserving structural integrity and protecting vibration-sensitive contents considering aforementioned uncertainties via Monte-Carlo simulations of 3-story and 9-story semi-active isolated benchmark buildings. The results are presented in the form of fragility curves and probability of failure profiles.
Merino, Alberto Gonzalez;Pena, Luis Costas de la;Gonzalez, Arturo
Nuclear Engineering and Technology
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v.51
no.3
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pp.884-893
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2019
Spent fuel racks are steel structures used in the storage of the spent fuel removed from the nuclear power reactor. Rack units are submerged in the depths of the spent fuel pool to keep the fuel cool. Their free-standing design isolates their bases from the pool floor reducing structural stresses in case of seismic event. However, these singular features complicate their seismic analysis which involves a transient dynamic response with geometrical nonlinearities and fluid-structure interactions. An accurate estimation of the response is essential to achieve a safe pool layout and a reliable structural design. An analysis methodology based on the hydrodynamic mass concept and implicit integration algorithms was developed ad-hoc, but some dispersion of results still remains. In order to validate the analysis methodology, vibration tests are carried out on a reduced scale mock-up of a 2-rack system. The two rack mockups are submerged in free-standing conditions inside a rigid pool tank loaded with fake fuel assemblies and subjected to accelerations on a unidirectional shaking table. This article compares the experimental data with the numerical outputs of a finite element model built in ANSYS Mechanical. The in-phase motion of both units is highlighted and the water coupling effect is detailed. Results show a good agreement validating the methodology.
Weber, Felix;Huber, Peter;Spensberger, Simon;Distl, Johann;Braun, Christian
International Journal of High-Rise Buildings
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v.8
no.2
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pp.117-123
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2019
Tall buildings are prone to wind-induced vibrations due to their slenderness whereby peak structural accelerations may be higher than the recommended maximum value. The common countermeasure is the installation of a tuned mass damper (TMD) near the highest occupied floor. Due to the extremely large modal mass of tall buildings and because of the narrow to broad band type of wind excitation the TMD mass may become inacceptable large - in extreme cases up to 2000 metric tons. It is therefore a need to develop more efficient TMD concepts which provide the same damping to the building but with reduced mass. The adaptive TMD concept described in this paper represents a solution to this problem. Frequency and damping of the adaptive TMD are controlled in real-time by semi-active oil dampers according to the actual structural acceleration. The resulting enhanced TMD efficiency allows reducing its mass by up to 20% compared to the classical passive TMD. The adaptive TMD system is fully fail-safe thanks to a smart valve system of the semi-active oil dampers. In contrast to active TMD solutions the adaptive TMD is unconditionally stable and its power consumption on the order of 1 kW is negligible small as controllable oil dampers are semi-active devices. The adaptive TMD with reduced mass, stable behavior and lowest power consumption is therefore a preferable and cost saving damping tool for tall buildings.
This study identifies efficient earthquake intensity measures (IMs) for seismic performances and fragility evaluations of the reactor containment building (RCB) in the advanced power reactor 1400 (APR1400) nuclear power plant (NPP). The computational model of RCB is constructed using the beam-truss model (BTM) for nonlinear analyses. A total of 90 ground motion records and 20 different IMs are employed for numerical analyses. A series of nonlinear time-history analyses are performed to monitor maximum floor displacements and accelerations of RCB. Then, probabilistic seismic demand models of RCB are developed for each IM. Statistical parameters including coefficient of determination (R2), dispersion (i.e. standard deviation), practicality, and proficiency are calculated to recognize strongly correlated IMs with the seismic performance of the NPP structure. The numerical results show that the optimal IMs are spectral acceleration, spectral velocity, spectral displacement at the fundamental period, acceleration spectrum intensity, effective peak acceleration, peak ground acceleration, A95, and sustained maximum acceleration. Moreover, weakly related IMs to the seismic performance of RCB are peak ground displacement, root-mean-square of displacement, specific energy density, root-mean-square of velocity, peak ground velocity, Housner intensity, velocity spectrum intensity, and sustained maximum velocity. Finally, a set of fragility curves of RCB are developed for optimal IMs.
This study focused on the effectiveness of seismic isolation technique in case of a reinforced concrete structure with soft story defined as the stiffness irregularity between adjacent stories. In this context, a seismically isolated 3-story reinforced concrete structure was analyzed by gradually increasing the first story height (3.0, 4.5, and 6.0 m). The seismic isolation system of the structure is assumed to be composed of lead rubber bearings (LRB). In the analyses, isolators were modeled by both deteriorating (temperature-dependent analyses) and non-deteriorating (bounding analyses) hysteretic representations. The deterioration in strength of isolator is due to temperature rise in the lead core during cyclic motion. The ground motion pairs used in bi-directional nonlinear dynamic analyses were selected and scaled according to codified procedures. In the analyses, different isolation periods (Tiso) and characteristic strength to weight ratios (Q/W) were considered in order to determine the sensitivity of structural response to the isolator properties. Response quantities under consideration are floor accelerations, and interstory drift ratios. Analyses results are compared for both hysteretic representations of LRBs. Results are also used to assess the significance of the ratio between the horizontal stiffnesses of soft story and isolation system. It is revealed that seismic isolation is a viable method to reduce structural damage in structures with soft story.
This study discusses the interacting with deep water waves approaching from deep water based on the linear wave theory and steep sloping sea bottom floor by the numerical procedure. The results of particular interest are particle velocity and acceleration in x, y, z direction wave height amplification factor reflection coefficient and dimensionless pressure distribution on the steep sloping bottom with respect to the various incident wave angle. The wave loads relative to various bottom slopes, incident wave angles and wave periods on submerged breakwater and pipe are represented in comparison with mild sloping bottom the wave load parameters on the steep sloping bottom seemed to be influenced by variation of incident wave angle. In general the particle velocities and accelerations in x, y, z directions on the steep sloping bottom represented larger value or about two than those on the mild sloping bottom according to incident wave angle. However, the wave height amplification factors did not show distinct difference, but the slight variation with respect to the various incident angle showed on mild sloping bottom. The reflection coefficient increased with respect to increase of the incident angle on the steep sloping bottom the results also indicate that the very steep sloping beach produces a rather substantial amount of reflection as we expected. No significant variation of wave pressure was shown on the steep sloping bottom but it represented a certain amount of variation on the mild sloping bottom according to the various incident wave angle. The analysis at the OTEC site also showed similar results.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.24
no.3
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pp.295-305
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2011
In this study, a seismic behavior of electrical cabinet system in Nuclear Power Plants(NPPs) was evaluated by the shaking table test. A 480V Motor Control Centers(MCCs) was selected for the shaking table test, and a real MCC cabinet for the Korea Nuclear Power Plant site was rented by manufactured company. For the shaking table tests, three kinds of seismic input motions were used, which were a US NRC Reg. guide 1.60 design spectrum, a UHS spectrum and PAB 165' floor response spectrum(FRS). Especially, the UHS input motion was selected for an evaluation of structural seismic amplification effects, three directional accelerations were measured at three points outside on the cabinet system and also that of the incabinet response amplification, accelerations were measure at two points which were mounted in electrical equipment such as relay. Seismic amplification effect is determined at the outside and inside of a cabinet as input seismic motion, and compared to the results which are calculated by analytical method based on NUREG/CR-5203.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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