• Title/Summary/Keyword: 수동 진동 감쇠

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바람에 의한 장대 Tower 구조물의 진동제어 방법 - 감쇠장치를 이용한 -

  • 변윤주;윤태양;송재준
    • Journal of KSNVE
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    • v.3 no.4
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    • pp.293-299
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    • 1993
  • 최근 토목, 건축재료 및 시공기술의 발전과 더불어 컴퓨터를 이용한 해석 기법의 개발, 경제규모의 확대, 주변환경과의 조화 및 미적감가의 끊임없는 추구는 구조물의 장대화, 연성화, 다양화는 물론 구조감쇠율의 감소 등을 가져옴으로서 바람에 의한 동적 거동의 영향이 증대되어 이에 대한 검토의 중요성이 크게 부각되기 시작하였다. 특히, 최근들어 활발히 계획, 공사중인 여러 현수교, 사장교 구조물 중 시공단계로서의 독립 tower, 발전소의 장대 굴뚝, 고층건물, 전망 tower, 공항 관제 탑 등이 좋은 예이다. 따라서 이들 구조물의 설계과정에서 제안된 여러형태의 진동 제어 방법중 수동 감쇠장치에 대하여 소개하기로 한다. 감쇠장치는 직접 외부에 부착 하는 강제 감쇠장치와 소량의 질량, 스프링과 감쇠장치들을 조합하여 부착하는 수동 감쇠장치가 있다. 수동감쇠장치는 소규모로서 유지보수가 거의 필요 없으며 외관의 변화가 거의 없고 저렴하다는 장점이 있다. 여러종류의 수동감쇠장치, 즉 TMD, IMD 그리고 TSD에 대한 개략적인 이론과 그 사용예에 대하여 설명하였다. 실험적 검증 및 실측결과 각 장치가 바람에 의해 야기되는 진동현상을 억제하는데 매우 유효한 것으로 판정되었고 또한 크기가 소규모일 뿐 아니라 유지보수가 거의 없으며 비용도 저렴하여 국내 건설 또는 건설예정인 유사구조물에도 많은 적용이 예상된다.

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Application of MR Damper for Vibration Control of Floor Slab (바닥판 구조물의 진동제어를 위한 MR 감쇠기의 적용)

  • Kim, Gee-Cheol;Kwak, Chul-Seung
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.6 no.3 s.21
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    • pp.59-67
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    • 2006
  • A conventional passive TMD is only effective when it is tuned properly. In many practical applications, inevitable off-tuning of a TMD occurs because the mass in a building floor could change by moving furnishings, people gathering, etc. when TMDs are offtuned, TMDs their effectiveness is sharply reduced. Moreover, the off-tuned nTMDs can excessively amplify the vibration levels of the primary structures. This paper discusses the application of a new class of MR damper, for the reduction of floor vibrations due to machine and human movements. The STMD introduced uses a MR damper called to semi-active damper to achieve reduction in the floor vibration. Here, the STMD and the groundhook algorithm are applied to a single degree of freedom system representative of building floors. The performance or the STMD is compared to that or the equivalent passive TMD. In addition, the effects of off-tuning due to variations in the mass of the floor system. Comparison of the results demonstrates the efficiency and robustness or STMD with respect to equivalent TMD.

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On Damping Characteristics of Viscoelastic Material (점탄성재료의 진동 감쇠 특성에 관한 연구)

  • 이준근;박용석;이우식
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.14-18
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    • 1992
  • 진동을 제어하는 방법의 하나로 널리 응용되고 있는 진동감쇠 제어기술은 급속한 산업화에 부수되는 불필요한 진동이나 소음을 효과적으로 줄이기 위 하여 광범위하게 연구되어 오고 있다. 특히 수동감쇠제어는 기존의 구조물에 단지 표면처리등의 간단한 작업을 통해 큰 감쇠효과를 얻을 수 있을 뿐 아 니라 수명도 반영구적이고 사용장소의 구애를 거의 받지 않는다는 장점 때 문에 그 수요가 증가하고 있는 실정이다[1]. 그러나 대표적인 수동감쇠재료 인 점탄성재료는 우수한 감쇠성질을 가지고 있음에도 불구하고, 재료 자체가 주위환경에 따라 감쇠특성 및 물성치가 민감하게 변화하기 때문에 이 재료 로 감쇠처리된 구조물에는 유한요소법과 같은 구조해석기법을 응용하는 것 이 쉽지않다는 단점이 있다[2]. 따라서 본 연구에서는 이러한 제약을 극복하 기 위하여, 모우드해석법을 통해 유도된 점탄성재료의 주파수와 온도에 대한 특성치를 보여주는 Reduced Frequency Nomogram(RFN)을 전산화과정을 거쳐 그래프화 하여 미지의 온도와 주파수에서 특성치를 구할 수 있도록 하 였다. 이 자료를 근거로 점탄성 재료를 포함한 실제 구조물의 이론적인 해석 을 가능하게 함으로써 이 재료의 광범위한 활용을 도모하였다.

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Performance Evaluation of the New Smart Passive Control Device using Shaking Table Test (진동대 실험을 통한 신개념 스마트 수동제진장치의 제진성능 평가)

  • Jang, Dong-Doo;Jung, Hyung-Jo;Moon, Seok-Jun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.1
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    • pp.27-35
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    • 2010
  • This paper presents the vibration control performance of the smart passive control system to suppress the undesired vibration of the structure subjected to the earthquake loadings. Smart passive control system is the MR damper-based control system augmented with electromagnetic induction(EMI) device which consists of permanent magnets and solenoid coils. According to the Faraday's law of electromagnetic induction, an EMI device produces electrical energy from the mechanical energy due to the reciprocal motions of the structure and provide it to the MR damper. The smart passive control system can be the simple and easy to implement and maintain control system by replacing the feedback control system including sensors, controllers and external power sources of the conventional MR damper-based semiactive control system with the EMI device. The control performance of the smart passive control system is evaluated through the set of shaking table test considering the various historical earthquake loadings.

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.

Application of Spectral Element Method for the Vibration Analysis of Passive Constrained Layer Damping Beams (수동감쇠 적층보의 진동해석을 위한 스펙트럴요소법의 적용)

  • Song, Jee-Hun;Hong, Suk-Yoon
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.28 no.1
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    • pp.25-31
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    • 2009
  • This paper introduces a spectrally formulated element method (SEM) for the beams treated with passive constrained layer damping (PCLD). The viscoelastic core of the beams has a complex modulus that varies with frequency. The SEM is formulated in the frequency domain using dynamic shape functions based on the exact displacement solutions from progressive wave methods, which implicitly account for the frequency-dependent complex modulus of the viscoelastic core. The frequency response function and dynamic responses obtained by the SEM and the conventional finite element method (CFEM) are compared to evaluate the validity and accuracy of the present spectral PCLD beam element model. The spectral PCLD beam element model is found to provide very reliable results when compared with the conventional finite element model.

Vibration Control of Beams Using Mechanical-Electrical Hybrid Passive Damping System (전기적-기계적 수동감쇠기를 이용한 빔의 진동제어)

  • 박철휴;안상준;박현철
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.13 no.8
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    • pp.651-657
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    • 2003
  • A new mechanical-electrical hybrid passive damping treatment is proposed to improve the performance of structural vibration control. The proposed hybrid passive damping system consists of a constrained layer damping treatment and a shunt circuit. In a passive mechanical constrained layer damping, a viscoelastic material damping layer is used to control the structural vibration modes in high frequency range. The passive electrical damping is designed for targeting the nitration amplitude in the low frequency range. The governing equations of motion are derived through the Hamilton's principle. The obtained mathematical model Is validated experimentally. The presented theoretical and experimental techniques provide invaluable tools for controlling the multiple modes of a vibrating structure over a wide frequency band.

Vibration Control of Beams Using Mechanical-Electrical Hybrid Passive Damping System (전기적-기계적 수동감쇠기를 이용한 빔의 진동제어)

  • 안상준;박현철;박철휴
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.362-367
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    • 2003
  • A new mechanical-electrical hybrid passive dam ping treatment is proposed to improve the performance of structural vibration control. The proposed hybrid passive damping system consists of a constrained layer damping treatment and a shunt circuit. In a passive mechanical constrained layer damping, a viscoelastic material damping layer is used to control the structural vibration modes in high frequency range. The passive electrical damping is designed for targeting the vibration amplitude in the low frequency range. The governing equations of motion are derived through the Hamilton's principle. The obtained mathematical model is validated experimentally. The presented theoretical and experimental techniques provide invaluable tools for controlling the multiple modes of a vibrating structure over a wide frequency band.

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Vibration Characteristics of Laminated Composite Beams with Passive Constrained Layer Damping (수동 구속감쇠층을 갖는 복합적층보의 진동특성)

  • Kang, Young-Kyu
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.12 no.12
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    • pp.964-969
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    • 2002
  • The flexural vibration of laminated composite beams with passive constrained layer damping has been investigated to design structure with maximum possible damping capacity. The equations of motion are derived for flexural vibrations of symmetrical, multi-layer laminated beams. The damping ratio and modal damping of the first bending mode are calculated by means of Iterative complex eigensolution method. This paper addresses a design strategy of laminated composite under flexural vibrations.

A Comparison of Vibration Isolation Characteristics of Various Forms of Passive Vibration Isolator (다양한 수동 진동 절연 장치의 진동 절연 특성 비교)

  • Lee, Dae-Oen;Han, Jae-Hung
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.22 no.9
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    • pp.817-824
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    • 2012
  • Transmission of unwanted vibration to sensitive systems can cause various problems including performance degradation and system malfunction. The most common approach to limit the transmission of harmful vibration disturbances to the sensitive system is adapting passive vibration isolator. The classical passive vibration isolator comprising a viscous damper and spring element in parallel, however, exhibits conflicting performance characteristics in that low amplification at the resonance, which is desirable, can only be achieved at the sacrifice of vibration isolation performance in high frequency region, which is undesirable. In this paper, vibration isolation characteristics of various passive isolator schemes in literature to circumvent this conflict are introduced and compared.