• 제목/요약/키워드: 비선형 감쇠력

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Responses of a roll-pitch coupled nonlinear system to the primary resonance of the roll mode (횡동요 모드와 주공진 된 횡-종동요연성 비선형계의 응답)

  • 오일근
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.11 no.3
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    • pp.107-115
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    • 1997
  • 비성형 동력학계로 모델링된 부유수송체의 동적응답을 조사하고 그 운동의 안정성을 해석하였다. 종동요 모우드의 고유주파수가 횡동요 모우드의 고유주파수의 두배가 되는, 즉, 2:1 내부공진 혹은 자기계수공진인 조건하에서, 이부유수송체는 한 운동 모우드의 직접가진에 의해 간접가진된 다른 모우드가 대진폭 응답을 보일 수 있음을 밝혔다. 또항, 종동요 모우드의 감쇠력은 비교적 넓은 범위의 운동에 대해 선형적임에 반해, 횡동요 모우드의 감쇠력은 점성의 영향이 대단히 커서 비선형성이 대단히 강한 것으로 알려져 왔다. 이 문제를 수학적으로 모델링하기 위하여, 종동요 모우드의 운동방정식에는 선형및 제곱형의 합의 형태인 감쇠력 모형을 사용하였다. 다중척도법을 사용하여 이 두가지 운동 모우드의 주기적 응답및 그의 안정성에 미치는 제곱형 비선형 횡동요 감쇠력의 영향을 밝혔다. 조우주기가 횡동요 모우드의 고유주기와 근사한 경우에 대하여 이 비선형계의 응답을 구하고 주파수-응답 곡선으로 나타내었다.

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Equivalent Linear System Considering Earthquake Characteristics of MR damper installed in a SDOF (지진하중 특성을 고려한 단자유도 구조물에 설치된 MR감쇠장치의 등가선형시스템)

  • Moon, Byoung-Wooke-Ri;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.774-777
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    • 2010
  • 본 논문에서는 MR 감쇠기의 비선형 특성을 등가의 선형감쇠로 치환하기 위한 방법으로 Newmark와 Hall이 제안한 감쇠계수를 이용하였다. 응답스펙트럼의 감쇠율을 나타내는 감쇠기계수는 구조물의 최대변위를 이용하여 등가감쇠비를 추출할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 이러한 응답스펙트럼은 구조물에 작용하는 지진하중의 특성에 따라 경향이 달라진다. 본 논문에서는 기존의 등가감쇠비 산정식을 수정하여 제안하고, 지진하중 특성에 따른 등가감쇠비의 변화를 살펴보았다. MR 감쇠기의 등가감쇠비는 가진하중과 최대마찰력의 비율에 따라 결정되며, 장주기 구조물의 경우 등가감쇠비가 감소한다. MR 감쇠기의 점성은 마찰감쇠와의 상호작용에 의해 단순한 산술합 이상의 감쇠비 증가 효과를 가진다.

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The Dynamic Post-Buckling Analysis of the Non-Conservative System including Damping Effects (감쇠효과(減衰效果)를 고려한 비보존력계(非保存力系)의 동적(動的) 후좌굴(後挫屈) 해석(解析))

  • Kim, Moon Young;Chang, Sung Pil
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.10 no.3
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    • pp.67-75
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    • 1990
  • A geometrically nonlinear analysis procedure including the damping effects is presented for the investigation of the dynamic post-divergence and post-flutter behavior of a non-conservative system. The dynamic nonlinear analysis of plane frame structure subjected to conservative and non-conservative forces is carried out by solving the equations of motion using Newmark method. Numerical results are presented to demonstrate the effects of the internal and external damping forces in the conservative and non-conservative systems.

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Probability Distribution of Displacement Response of Structures with Friction dampers Excited by Earthquake Loads Generated Using Kanai-Tajimi Filter (Kanai-Tajimi 필터 인공지진 가진된 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 변위 응답 확률분포)

  • Youn, Kyung-Jo;Park, Ji-Hun;Min, Kyung-Won;Lee, Sang-Hyun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.5
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    • pp.623-628
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    • 2007
  • The accurate peak response estimation of a seismically excited structure with frictional damping system(FDS) is very difficult since the structure with FDS shows nonlinear behavior dependent on the structural period, loading characteristics, and relative magnitude between the frictional force and the excitation load. Previous studies have estimated that by replacing a nonlinear system with an equivalent linear one or by employing the response spectrum obtained based on nonlinear time history and statistical analysis. In the case that an earthquake load is defined with probabilistic characteristics, the corresponding response of the structure with FDS has probabilistic distribution. In this study, nonlinear time history analyses were performed for the structure with FDS subjected to artificial earthquake loads generated using Kanai-Tajimi filter. An equation for the probability density function (PDF) of the displacement response is proposed by adapting the PDF of the normal distribution. Finally, coefficients of the proposed PDF are obtained by regression analysis of the statistical distribution of the time history responses. Finally the correlation between PDFs and statistical response distribution is presented.

Response Reduction of a SDOF Structure based on Friction Force Ratio of MR Controller (MR제어기의 마찰력비에 따른 단자유도 구조물의 응답감소)

  • Seong, Ji-Young;Min, Kyung-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.4
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    • pp.435-443
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    • 2010
  • This study presents key parameters for the structure installed with MR controller in reducing its responses. MR controller is regarded as Bingham model of which control forces are frictional and viscous ones. The parameters are identified as friction force ratios, $R_f$ and $R_h$ which are, respectively, ratio of MR controller friction force to static restoring force for free vibration and ratio of the friction force to amplitude of harmonic force. Structure-MR controller system shows nonlinear response behavior due to friction force. Energy balance strategy is adopted to transform the behavior to linear one with equivalent damping ratio. Finally, proposed equivalent linear process is compared to the nonlinear one, which turns out to give acceptably good results.

ATC-55 Based Friction Damper Design Procedure for Controlling Inelastic Seismic Responses (비탄성 지진응답 제어를 위한 ATC-55에 기반한 마찰감쇠기 설계절차)

  • Kim, Hyoung-Seop;Min, Kyung-Won;Lee, Sang-Hyun;Park, Ji-Hun
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.9 no.1 s.41
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • The purpose of this paper is to present a design procedure of a friction damper for controlling elastic and inelastic responses of building structures under earthquake excitation. The equivalent damping and period increased by the friction damper are estimated using ATC-40 and ATC-55 procedures which provide equivalent linear system for bilinear one, and then a design formula to achieve target performance response level by the friction damper is presented. It is identified that there exists error between the responses obtained by this formula and by performing nonlinear analysis and the features of the error vary according to the hardening ratio, yield strength ratio, and structural period. Equations for compensating the error are proposed based on the least square method, and the results from numerical analysis indicate that the error is significantly reduced. The proposed formula can be used without much error for designing a friction damper for retrofitting a structure showing elastic or inelastic behavior.

Roll Damping Moment of a Small Fishing Vessel by Free Rolling Test in Waves (파랑중 자유 횡동요 시험에 의한 소형어선의 횡동요 감쇠모멘트에 관한 연구)

  • H.H. Chun;S.H. Chun;S.Y. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.37 no.2
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    • pp.30-37
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    • 2000
  • The roll damping characteristics of the three models of a 3ton class fishing vessel, that is the bare hull, hull with bilge keels, and hull with bilge keels and a central wing are investigated by the free roll tests in head waves in a towing tank with the variations of the forward speed, initial angle and OG. The wave length variations are also included. The experimental results are compared with the numerical results of mathematical modellings by the energy method for these three models and the energy dissipation patterns are also compared. The roll damping speed increases, the effect of the waves on the roll damping of the models with the additional devices is negligible due to the much increased damping caused by the lift increase.

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Modal Identification and Nonlinearity Assessment of Electric Cabinet for Improvement of Basic Fragility Variables (취약도변수의 개선을 위한 전기 캐빈비넷의 동특성 및 비선형성 평가)

  • 조양희;조성국;박형기
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.4
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    • pp.83-91
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    • 2000
  • 합리적인 기기의 활률론적 지진위험도 평가를 위해서는 모델의 동특성에 대한 보다 현실적인 정보가 제공되어야 한다. 이 연구에서는 심한 비선형 동적 거동을 보일 것으로 예상되는 철제 전기 캐비넷의 동특성 시험결과 및 분석 절차를 제시하였다. 특히, 이 연구에서는 가진 강도의 크기에 따른 동특성의 비선형 집중분석하고, 그 비선형성의 원인을 고찰하였다. 시험 결과 및 이 논문에 제시된 분석 절차를 이용하여 시험체의 동특성이 효과적으로 도출될 수 있으며, 대상 시험체는 가진 강도에 따라 심한 비선형 거동을 함을 입증하였다. 비선형성의 원인은 일반적인 재료 비선형이라기 보다는 각 부품들의 마찰력과 기하학적인 비선형성에 기인함을 발견하였다. 또한, 캐비넷 형식의 기긱에 대한 합리적인 내진안전성 평가를 위해서는 각 방향별로 서로 다른 감쇠값을 적용할 것을 추천하였다. 또한, 캐비넷 형식의 기기에 대한 합리적인 내진안전성 평가를 위해서는 각 방향별로 서로 다른 감쇠값을 적용할 것을 추천하였다.

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Control Effectiveness of Shear Walls Connected by Beams with Friction Dampers (인방보에 마찰형 감쇠기가 설치된 전단벽의 제진효과)

  • Chung, Hee-San;Min, Kyung-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.1
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    • pp.105-115
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    • 2009
  • Numerical analysis of shear walls governed by flexural behavior is conducted for the seismic control performance of proposed friction dampers installed at the center of coupling beams. Control effectiveness of shear walls connected by beams with the proposed dampers are compared for single shear wall with same flexural rigidity. Average responses of the shear walls with the dampers are found with seven scaled-downed earthquakes based on KEC 2005 design spectrum. Slip load is the most important design parameter. It is designed to be 5, 10, 20, 30, 60, 90% of total vertical shear force at damper location to prevent damper slip in specific stories. Nonlinear time-history analysis is conducted by using SeismoStruct analysis program. Seismic control performance of the dampers is evaluated for base shear, energy dissipation, curvature and top-floor displacement. Results show that the dampers are the most effective in reducing the responses when their total slip load is 30% of total vertical shear force.

PROBABILISTIC SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF TUNED LIQUID COLUMN DAMPERS (확률적(確率的) 방법(方法)에 의한 TLCD 감쇠기(減衰器)의 지진(地震)에 대한 성능(性能) 평가(評價))

  • Han, Bong Koo
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.8 no.4 s.29
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    • pp.115-120
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    • 1996
  • 유연구조물(柔軟構造物)의 수동제어(受動制御) 시스템인 TLCD 감쇠기(減衰器)의 지진(地震)에 대한 성능(性能) 평가(評價)를 확률적(確率的) 랜덤 진동(振動) 해석방법(解析方法)을 이용하여 연구하였다. 대표적(代表的) 지진운동(地震運動)은 확률적(確率的) 비정상(非正常) 추계과정방법(推計過程方法)을 이용(利用)하였으며, TLCD 감쇠기(減衰器)의 비선형(非線型) 감쇠력(減衰力)에 대한 계산(計算)은 등가선형기법(等價線形技法)을 이용(利用)하였다. 매개변수(媒介變數)에 대한 연구(硏究)를 통하여 TLCD 감쇠기(減衰器)의 성능(性能) 평가(評價)를 수행(遂行)하였다.

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