• Title/Summary/Keyword: 고유감쇠

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Equivalent damping ratio of a friction damper installed in a structure under collapse load (붕괴하중을 받는 건물에 설치된 마찰감쇠기의 등가감쇠비)

  • Seong, Ji-Young;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.602-605
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    • 2011
  • 본 논문에서는 마찰감쇠기가 설치된 건물이 붕괴하중을 받을 때의 에너지소산능력을 고려하여 등가감쇠비를 유도하였다. 마찰감쇠기는 주로 지진과 같은 수평하중에 대한 에너지를 소산하기위해 설치된다. 마찰감쇠기를 대각 가새형으로 설치하면 수평하중에 대한 저항력뿐 만아니라 수직하중에 대한 저항성능도 발휘된다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 건물은 고유의 점성감쇠를 가지므로 마찰감쇠기가 설치된 건물은 마찰과 점성감쇠를 동시에 고려해야하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 에너지 평형을 이용하여 등가감쇠비를 구하고 운동방정식을 등가선형화하면 쉽게 저항 성능을 파악할 수 있다. 우선 건물에 영향을 미치는 것은 감쇠이므로 감쇠의 영향력을 마찰력비, ${\gamma}_c$로 나타내었다. 둘째, 정해를 마찰력비로 표현하여 유도하고 응답특성을 파악하였다. 셋째, 에너지 균형식을 통해 등가감쇠비를 산정하였다. 마지막으로 등가감쇠비를 검증하기 위하여 등가감쇠비를 이용하여 등가선형화한 응답과 실제 마찰감쇠기를 설치하여 비선형 수치해석한 결과와 비교, 검증하였다.

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Equivalent Damping Ratio of a SDOF Structure Combined with Coulomb and Viscous Damping (점성 및 마찰감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비)

  • Seong, Ji-Young-Suck;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.449-453
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    • 2010
  • 본 논문에서는 점성 및 감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비를 효율적으로 구하는 방법을 제시하였다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 마찰감쇠기가 설치된 단자유도 건물은 마찰감쇠기외에 점성감쇠가 동시에 존재하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 등가감쇠비를 산정하기 위해서 첫째, 점성과 마찰감쇠가 있는 단자유도계 건물의 자유진동 정해를 통하여 변위응답과 가속도 응답특성을 분석하였다. 둘째, 자유진동의 경우 응답이 멈출 때까지 소산에너지식을 이용하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 셋째, 조화가진 일 때는 수치해석을 통하여 마찰력비 $F_r$에 따른 응답 특성을 알아보았다. 넷째, 조화가진의 경우 에너지 균형식을 바탕으로 등가점성감쇠비를 유도하였다. 등가점성감쇠비는 변위응답비의 영향을 받으므로 응답을 알아야만 구할 수 있다. 건물 응답의 진동수 특성은 협소영역(narrow band)이므로 고유진동수에 의해 지배된다고 가정하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 마지막으로, 유도한 자유진동과 조화가진의 등 가점성감쇠비를 이용한 등가선형운동방정식의 해를 비선형 수치해석 한 결과와 비교하여 검증하였다.

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Evaluation of Serviceability and Flexural Performance for RC Hollow Slab by Hollow Ratio and Damping Ratio (중공율과 감쇠율을 이용한 RC 중공 슬래브의 사용성 및 휨성능 평가)

  • Jong Hoon Kim;Dong Baek Kim;Yong Gon Kim;Jae Won Lee;Jeong Ho Choi
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.18 no.4
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    • pp.930-935
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    • 2022
  • Purpose: The purpose of this study is to evaluate the stiffness reduction and damping ratio of reinforced concrete hollow slabs and to analyze their performance, and to study the effect of the damping effect of hollow bodies and the stiffness reduction on the serviceability of slabs. Method: Test specimen was made in a size of 0.6m*0.21m*3.6m to evaluate the vibration effect of the slab, and the hollow ratio was set in six steps from 0.0% to 30% to measure the change in rigidity and damping according to the change in the hollow ratio. Result: As the hollow ratio increases, rigidity decreases and the natural frequency decreases, but as the mass decreases, the natural frequency increases gradually. Since energy is hardly dissipated up to the hollow ratio of 20%, the hollow ratio should be reduced by 30%. Conclusion: It was found that the bending strength degradation of the slab with a hollow ratio of about 30% is minimized, but an appropriate natural frequency can be maintained, and a certain damping effect can be obtained.

Estimation of System Damping Parameter Using Wavelet Transform (웨이블릿 변환에 의한 시스템 감쇠변수 평가)

  • Lee, Seok-Min;Jung, Beom-Seok;Hong, Seok-Woo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.19 no.5
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    • pp.30-37
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    • 2015
  • The estimation of system damping parameter of the response signal with lower natural frequency and higher damping parameter from free vibration is affected by the wavelet center frequency. This study discusses these considerations in the context of the wavelet's multi-resolution character and includes guidelines for selection of wavelet center frequency. The experiment with H-Beam and numerical examples with respect to three cases (i)single mode, (ii)separated modes and (iii)close modes demonstrate the validity of method to improve the accuracy of the estimated damping parameter. The localization of the corresponding scale for the total scales is determined by the natural frequency of the analysing mode and is affected by the wavelet center frequency. Thus, the reliability for the accuracy of the estimated damping parameter can be improved by the corresponding scale of the natural frequency for the analysing mode is localized at the half of the total scales.

Eigenderivative Analysis by Modification of Design Parameter in the Proportional Damping System (설계파라미터 변경에 의한 비례 감쇠구조물의 동특성 변화 해석)

  • Lee, Jung-Woo;Oh, Jae-Eung;Lee, Jung-Youn
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.16 no.5 s.110
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    • pp.470-478
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    • 2006
  • An efficient method for change of eigenvectors and eigenvalues due to the modifying proportional damping structure using sensitivity coefficients is presented. Sensitivity coefficients are determined by iteration with eigenvalue and eigenvectors before modification of system. The proposed method is applied to examples of 3 degrees of freedom system and plate by modifying mass and stiffness. The predicted change of eigenvectors and eigenvalues are in a good agreement with these from the structural re-analysis after modification of mass and stiffness.

Correlation between Dynamic Characteristics of Isolation Material and Impact Noise Reduction of Light-weight Impact Source (충격음 저감재의 동특성과 실험실 경량충격음레벨 저감량의 상관관계)

  • 이주원;정갑철;권영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.191-195
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    • 2003
  • 충격음 저감재의 동탄성계수와 감쇠계수는 차단성능을 평가하는데 있어 중요한 물성치가 된다. 저감재의 동탄성계수는 뜬바닥구조의 고유진동수를 결정짓게 되며, 저감재의 동탄성계수가 높을수록, 즉 고유진동수가 높아짐에 따라 실험실 경량충격음레벨 저감량은 지수함수적으로 감소됨을 실험을 통해 알 수 있다. 또한, 저감재를 포함한 뜬바닥구조를 1자유도 진동계로 가정한 이론값과 실험실 경량충격음레벨 저감량의 결과가 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 이 때 감쇠계수의 영향은 반드시 고려되어야 한다.

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Full Scale Measurement on Stay Cables of a Cable Stayed Bridgefor Estimation of Damping Ratios (실교량 계측에 기반한 사장 케이블의 감쇠비 추정)

  • Kim, Saang-Bum;Im, Duk-Ki;Kim, Chang-Hyun;Lee, Jong-Sup
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.421-424
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    • 2009
  • 사장교 케이블의 감쇠비를 추정하기 위하여 실교량 계측을 수행하였다. 사장교 케이블은 감쇠비가 낮고, 고유 진동수가 케이블의 길이에 따라 넓은 범위에 걸쳐 분포하므로, 바람이나 지점 가진에 의하여 과도한 진동이 발생될 수 있다. 케이블 진동 현상의 원인과 발생되고 진행되는 구조는 다양하나, 진동 현상의 가장 중요한 요소는 감쇠비이며, 케이블 진동의 과도한 진동을 감소시키기 위하여, 케이블의 감쇠비를 증가시키는 방법이 널리 사용되고 있다. 사장교 케이블의 다양한 진동 현상에 대한 발생 여부를 판단하고, 케이블 댐퍼와 같은 여러 제진 대책을 설계하고, 설치된 케이블 제진 대책의 성능을 검증하기 위해서는, 케이블의 감쇠비를 추정하는 것이 매우 중요하다. 일반적으로 사용되어져 온 케이블의 감쇠비 추정 방법은 정해진 모드로 자유 진동을 발생시킨 후, 진폭의 감소 추세로부터 Logarithmic Decrement를 계산하여 감쇠비를 구하는 방법이다. 그러나 수백m에 이르는 긴 케이블에서 정해진 모드의 자유 진동을 발생시키는 것은 쉽지 않다. 최근에는 상시 진동으로부터 감쇠비를 추정하는 여러 기법들이 개발되어져 왔으며, Frequency Domain Decomposition Method나 Stochastic Subspace Identification Method 등이 많이 사용되고 있다. 이 논문에서는, 상시진동 기반의 기법들을 사용하여, 사장교 케이블의 감쇠비를 추정하였으며, 추정된 감쇠비의 신뢰도를 높이기 위해, 측정시간을 늘리고, 가진 풍하중의 영향을 반영하여 보정하였다. 또한 추정된 감쇠비를 Buffeting 진동과 와류 진동과 같이 진동 현상과 진폭별로 분석하였다.

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Analytical Estimation of Thermoelastic Damping (열탄성 진동감쇠에 관한 해석적 연구)

  • 이우식
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.6
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    • pp.801-809
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    • 1985
  • 다음 세대의 우주 비행선(spacecraft) 및 우주 구조물 등은 매우 정밀한 수행 능력은 물론 발사 경비의 절감을 위해 자체 무게를 최대한 줄일 수 있는 설계 방안을 요구하고 있다. 이같은 중 요한 요구 조건들을 만족시킬 수 있는 진동 제어의 한 방법으로써 재료 고유진동감쇠(material damping)의 효과적인 응용이 매우 중요시 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 열기류(Thermal currents)에 의해 발생하는 열탄성 진동감쇠(thermoelastic damping)를 연관 열탄성학(coupled thermoelasticity)에 근거하여 해석적으로 추정하고 진동감쇠율에 구조적, 기하학적 형태가 미치는 영향에 관해 고찰하였다. 단일 구조물의 형태, 경계조건 및 진동모우드 등이 진동감쇠에 미치는 영향을 새로운 계수로서 공식화 하였으며 아울러 최대 진동 감쇠율을 얻을 수 있는 최적조건을 고찰하였다.

Estimation of Spectrum Decay Parameter χ and Stochastic Prediction of Strong Ground Motions in Southeastern Korea (한반도 남동부에서 부지효과를 고려한 스펙트럼 감쇠상수 χ 추정 및 강지진동의 추계학적 모사)

  • 조남대;박창업
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.6
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    • pp.59-70
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    • 2003
  • We estimated the spectrum decay parameter $\chi$ and the stress parameter ($\Delta$$\sigma$) in southeastern Korea. Especially, we propose a procedure to compute site-independent $\chi$$_{q}$ and dependent $\chi$$_{s}$ values, separately, This procedure is to use the coda normalization method for the computation of site independent Q or corresponding $\chi$$_{q}$ value as the first step followed by the next step, the computation of $\chi$$_{s}$ values for each site using the given $\chi$$_{q}$ value evaluated at the first step, For the estimation of stress parameter, we used seismic data monitored from three earthquakes occurred near Gyeongju in 1999 with the method of Jo and Baag, In addition, we simulated strong ground motion using the $\chi$ value and the stress parameter, In this case, we calculated the $\chi$ value with conventional method. The $\chi$ value of 0.016+0.000157R and the stress parameter of 92-bar was applied to the stochastic simulation, At last, we derived seismic attenuation equation using results of the stochastic prediction, and compared these results with some others reported previously.ported previously.

Analysis of Eigenderivative for the Non-Proportional Damped Structure Using the Iterative Method of the Sensitivity Coefficient (감도계수 반복법을 이용한 비비례감쇠계의 고유치 및 고유벡터 변화량 해석)

  • Lee Jung-Youn
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.30 no.7 s.250
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    • pp.750-756
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    • 2006
  • This study predicts the modified eigenvectors and eigenvalues of the non-proportional damped structure due to the change in the mass, damping and stiffness of structure by iterative method of the sensitivity coefficient using the original dynamic characteristic. The method is applied to the non-proportional damped 3 degree of freedom system by modifying the mass, damping and stiffness. The predicted dynamic characteristics are showed a good agreement with these from the structural reanalysis using the modified mass, damping and stiffness.