Jamnongpipatkul, Arada;Su, Zhiyong;Falzarano, Jeffrey M.
Ocean Systems Engineering
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제1권3호
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pp.249-261
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2011
The stochastic nonlinear dynamic behavior and probability density function of ship rolling are studied using the nonlinear dynamical systems approach and probability theory. The probability density function of the rolling response is evaluated through solving the Fokker Planck Equation using the path integral method based on a Gauss-Legendre interpolation scheme. The time-dependent probability of ship rolling restricted to within the safe domain is provided and capsizing is investigated from the probability point of view. The random differential equation of ships' rolling motion is established considering the nonlinear damping, nonlinear restoring moment, white noise and colored noise wave excitation.
In this paper, a systematic technique is proposed for the optimal placement and design of nonlinear dampers for building structures. The concept of Output Frequency Response Function (OFRF) is applied to analytically represent the output frequency response of a building frame where nonlinear viscous dampers are fitted for suppression of vibration during earthquakes. An effective algorithm is derived using the analytical representation to optimally determine the locations and parameters of the nonlinear dampers. Various numerical examples are provided to verify the effectiveness of the optimal designs. A comparison of the vibration suppression performance with that of the frame structure under a random or uniform damping allocation is also made to demonstrate the advantages of the new designs over traditional solutions.
In recent years, advances in construction techniques and materials have given rise to flexible light-weight structures. Because these structures extremely susceptib environmental loads, these random loadings u produce large deflection and acceleration on structures. Vibration control system of structur becoming an integral part of the structural syst the next generation of tall building. The proposed control system is applied to s degree of structure with mass damping and com with conventional PID and neural network PID system.
In recent years, advances in construction techniques and materials have given rese to flexible light-weight structures like high-rise buildings and long-span bridges. Because these structures extremely susceptible to environmental loads, such as earthquakes and strong winds, these random loadings usually produce large deflection and acceleration on these structures. Vibration control system of structures are becoming an integral part of the structural system of the next generation of tall building. The proposed control system is applied to single degree of structure with mass damping and compared with conventional PID and neural network PID control system.
한국지진공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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pp.308-314
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1999
This paper presents the results of structural identification of a safety-related valve for nuclear power plant by impact hammer test as well as shaking table tests by using broadband random wave and sine sweep excitation. The test specimen is a Y-type motor operated globe valve. The test was performed as a "support test" to validate the analytically obtained modal parameters of the valve during its seismic qualification process by analytical method. From the study results it has been found that the shaking table test generally yields higher natural frequencies and lower damping values compared with those of impact hammer test. And it has been recognized that impact hammer test for modal identification of complex structures should be applied very carefully to get reasonable results.e results.
A dynamic design process was proposed for the design of the secondary suspension characteristics of a magnetically levitated vehicle(MAGLEV). It is based on a ride quality-secondary stroke trade-off. For the vertical vibration analysis, a magnetically levitated vehicle was simplified as 2 d.o.f. linear model, and FRA's class-6-track irregularities were considered as exciting disturbances. The optimum value of airspring stiffness and damping coefficient for the secondary suspension of a prototype MAGLEV was determined using this proposed design process.
Dynamic vibration absorbers (DVAs) in the form of tuned sloshing dampers (TSDs) and tuned mass dampers (TMDs) are commonly used to reduce the wind-induced motion of high-rise buildings. Full-scale performance of structure-DVA systems must be evaluated during the DVA commissioning process using structural monitoring data. While the random decrement technique (RDT) is sometimes employed to evaluate the DVA performance, it is shown to have no theoretical justification for application to structure-DVA systems, and to produce erroneous results. Subsequently, several practical methods with a sound theoretical basis are presented and illustrated using simulated and real-world data. By monitoring the responses of the structure and DVA simultaneously, it is possible to directly measure the effective damping of the system or perform system identification from which the DVA performance can be evaluated.
Hajirasouliha, Iman;Pilakoutas, Kypros;Mohammadi, Reza K.
Steel and Composite Structures
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제20권2호
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pp.317-335
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2016
Concentrically braced steel frames (CBFs) can be optimised during the seismic design process by using lateral loading distributions derived from the concept of uniform damage distribution. However, it is not known how such structures are affected by uncertainties. This study aims to quantify and manage the effects of structural and ground-motion uncertainty on the seismic performance of optimum and conventionally designed CBFs. Extensive nonlinear dynamic analyses are performed on 5, 10 and 15-storey frames to investigate the effects of storey shear-strength and damping ratio uncertainties by using the Monte Carlo simulation method. For typical uncertainties in conventional steel frames, optimum design frames always exhibit considerably less inter-storey drift and cumulative damage compared to frames designed based on IBC-2012. However, it is noted that optimum structures are in general more sensitive to the random variation of storey shear-strength. It is shown that up to 50% variation in damping ratio does not affect the seismic performance of the optimum design frames compared to their code-based counterparts. Finally, the results indicate that the ground-motion uncertainty can be efficiently managed by optimizing CBFs based on the average of a set of synthetic earthquakes representing a design spectrum. Compared to code-based design structures, CBFs designed with the proposed average patterns exhibit up to 54% less maximum inter-storey drift and 73% less cumulative damage under design earthquakes. It is concluded that the optimisation procedure presented is reliable and should improve the seismic performance of CBFs.
Sevim, Baris;Altunisik, Ahmet Can;Bayraktar, Alemdar
Computers and Concrete
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제10권3호
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pp.277-294
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2012
The aim of the study is to determine the modal parameters of a prototype damaged arch dam by operational modal analysis (OMA) method for some damage scenarios. For this purpose, a prototype arch dam-reservoir-foundation model is constructed under laboratory conditions. Ambient vibration tests on the arch dam model are performed to identify the modal parameters such as natural frequency, mode shape and damping ratio. The tests are conducted for four test-case scenarios: an undamaged dam with empty reservoir, two different damaged dams with empty reservoirs, and a damaged dam with full reservoir. Loading simulating random impact effects is applied on the dam to crack. Cracks and fractures occurred at the middle of the upper part of the dams and distributed through the abutments. Sensitivity accelerometers are placed on the dams' crests to collect signals for measurements. Operational modal analysis software processes the signals collected from the ambient vibration tests, and enhanced frequency domain decomposition and stochastic subspace identification techniques are used to estimate modal parameters of the dams. The modal parameters are obtained to establish a basis for comparison of the results of two techniques for each damage case. Results show that approximately 35-40% difference exists between the natural frequencies obtained from Case 1 and Case 4. The natural frequencies of the dam considerably decrease with increasing cracks. However, observation shows that the filled reservoir slightly affected modal parameters of the dam after severe cracking. The mode shapes obtained are symmetrical and anti-symmetrical. Apparently, mode shapes in Case 1 represent the probable responses of arch dams more accurately. Also, damping ratio show an increase when cracking increases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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