• Title/Summary/Keyword: 수평진동

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대형 내진시험 구조물에 대한 강제진동시험 결과의 예측 및 예측후상관해석

  • 박형기;조양희;윤철호
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.05b
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    • pp.1005-1010
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    • 1995
  • 지반-구조물 상호작용해석에 부분구조법의 적용성 확인과 해석법의 개선을 모색하기 위하여, 대만 Hualien지방에 건설한 대형 내진시험 구조물의 뒷채움후 강제진동시험 결과를 부분구조법으로 예측하고 예측후상관해석을 수행하였다. 모델로서는 재료시험과 지반조사 결과로 작성된 통일모델과 예측후상관해석모델을 사용하였으며, 해석은 진동 수영역과 시간영역에서 각각 이루어졌다 연구 결과로 깊이 묻힌 구조물의 경우는 구조물이 묻힌 측면지반의 영향인 수평병진과 수평축회전의 연계 임피던스함수에 대한 적절한 평가와 해석시에 반드시 고려되어야함을 알 수 있었다.

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Analysis of Amplification Factor Spectrum Using Strong Ground Motions Compatible to the Domestic Seismotectonic Characteristics (유사 강지진동을 이용한 수평 및 수직지반응답의 Amplification Factor 스펙트럼 분석)

  • 김준경;박창업;조봉곤;지헌철
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.1 no.1
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    • pp.25-29
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    • 1997
  • Amplication factor spectrum, using the observed strong ground motions database, has been obtained and compared with Standard Response Spectrum. The observed ground motions from the Miramichi, Nohanni, Sagueray and New Madrid Earthquake (19 vertical components, 36 horizontal components), which are estimated to represent domestic seismotectonic characteristics such as seismic sources, attenuation, and site effect, are used for the analysis of amplification factor spectrum. Amplication factors have been calculated by comparing the observed peak ground motions with results form responses to the observed horizontal and vertical ground motions. The comparison shows that the amplification factors resultant from this study exceed those of Standard Response Spectrum of relatively higher frequencies. The result implles that the characteristics of the seismic strong ground motion, which may represent the domestic seismotectonic characteristics differ from of standard Response Spectrum, especillay of higher frequencies.

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Design of a Water Level Plate to Reduce Vibrating Noise of Washing Machine (세탁기의 진동소음 저감을 지원하는 자동 수평 평판 기구설계)

  • Park, Dong-Yeun;Jung, Jae-Hyun;Ko, Kuk-Won;Kim, Sung-Ki
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.1203-1204
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    • 2014
  • 세탁기에서 등속 원운동(uniform circular motion)시 발생하는 힘으로 인해 생기는 소음 및 진동을 트라이포드 수평계(tripod water level)의 자동 수평맞춤 센서 장치, 방진고무(vibration proof rubber)를 장착한 최적의 진동흡수 평판 기구를 설계 하고자 한다. 본 연구의 결과는 세탁기 소음으로 인한 층간소음 문제 해결에 기여 할 것이다.

휨 구조의 압전 마이크로-켄틸레버를 이용한 진동 에너지 수확 소자

  • Na, Ye-Eun;Park, Hyeon-Su;Park, Jong-Cheol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.476-476
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    • 2014
  • 서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$$0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

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Characteristics of Vertical/Horizontal Ratio of Response Spectrum from Domestic Ground Motions (국내 관측자료를 이용한 응답스펙트럼의 수직/수평비 특성 분석)

  • Kim, Junkyoung
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.12 no.1
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    • pp.81-87
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    • 2011
  • The characteristics of vertical to horizontal ratio of response spectrum from 20 recent earthquakes were analysed. Response spectrum of 260 horizontal and 130 vertical ground motions were normalized by peak ground acceleration at each resonance frequency from 0.1 to 50Hz. It has been identified that the ratio of vertical to horizontal response spectrum has strong dependancy on epicentral distance and resonance frequency. The ratio of vertical to horizontal response spectrum for the 0-50km epicentral distance group are larger than 2/3 values, which is a standard engineering rule-of-thumb V/H=2/3, at resonance frequency above 7-8Hz. All the 3 groups such as 50-100, 100-150- and 150-200km epicentral distance have shown larger values of vertical to horizontal ratio than 2/3 at resonance frequency above 15Hz and also are larger than 2/3 at resonance frequency below 8-10Hz. Even though there are differences in specific resonance frequency values which depend on the epicentral distance group, we should be careful of seismic design of vertical component of the structures winch are located within the range of about 200km distance. form the potentially seismic causative faults.

Design of leaf spring with high fatigue life applied to horizontal linear vibrating actuator (수평 선형 진동 모터에 적용 가능한 높은 피로 수명을 가진 판 스프링 설계)

  • Lee, Ki-Bum;Kim, Jin-Ho
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.13 no.12
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    • pp.5684-5688
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    • 2012
  • This paper aims to design the leaf spring of high fatigue life which guides the moving part of the horizontal linear vibrating actuator. The vertical linear vibrating actuator has been used as the vibration device for haptic and alarm function on smart phone. However, the vibrating actuator has a major cause on the limitation to make smart phone slim because of its own characteristic of vertical direction vibration. The horizontally linear vibrating actuator for smart phone slimness has been developed in recent years. One of the most significant parts of horizontal vibrating linear actuator is the guide spring which supports moving part of actuator and enables actuator to vibrate elastically. Various types of leaf springs were designed and analyzed to get the required stiffness with high fatigue life through the stress analysis using commercial structural analysis program, ANSYS. The experiments were performed with prototypes to measure vibration acceleration and life time of leaf spring.

Strength Characteristics of Concrete Subjected In Horizontal Continuous Vibration During Initial Curing (초기양생중에 수평연속진동을 받은 콘크리트의 강도특성)

  • 장희석;김명식;김종수;한중기
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.13 no.5
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    • pp.423-429
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    • 2001
  • In this study, strength characteristics of concrete specimens subjected to horizontal continuous vibration during initial curing were investigated. As experimental variables, vibration velocity(0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 kine) and vibration time(3, 6, 12, 24 hrs) were used. Density and segregation of the specimens were also investigated. Vibrating was started soon after placing, and strengths investigated consist of compressive strength, splitting tensile strength, and bond strength. Strengths decrease were hardly occurred at 0.25 kine vibration velocity regardless of vibration times and all strengths were increased for 3 hrs vibration at 0.5 kine vibration velocity. Density was increased for all specimens due to the vibration and there was no serious segregation under even 4 kine vibration velocity.

Free Vibrations of Horizontally Curved Beams with Multiple Elastic Springs (여러 개의 스프링으로 탄성 지지된 수평 곡선보의 자유진동)

  • 이병구;진태기;최규문;이태은
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.11 no.5
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    • pp.101-107
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    • 2001
  • This paper deals with the free vibrations of horizontally curved beams with mu1tiple elastic springs. Taking into account the effects of rotatory Inertia and shear deformation. differential equations governing the free vibrations of such beams are derived, In which each e1astic spring is modeled as a discrete Winkler foundation with very short longitudinal length. Differential equations are solved numerically to calculate natural frequencies and mode shapes. In numerical examples, the circular, Parabolic. sinusoidal and elliptic curved beams are considered. The parametric studies are conducted and the lowest four frequency parameters are reported In tables and figures as the non-dimensional forms. Also the typical mode shapes are presented.

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Free Vibrations of Horizontally Curved Beams with Shear Deformation (전단변형(剪斷變形)을 고려한 수평(水平) 곡선(曲線)보의 자유진동(自由振動))

  • Lee, Byoung-Koo;Shin, Seong-Cheol;Choi, Kou-Moon;Lee, Jong-Kook
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2002.11b
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    • pp.977-981
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    • 2002
  • The ordinary differential equations governing free vibrations of elastic horizontally curved beams are derived, in which the effect of shear deformation as well as the effects of vertical, rotatory and torsional inertias are included. Frequencies and mode shapes are computed numerically for parabolic curved beams with the hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped ends. Comparisons of natural frequencies between this study and ADINA are made to validate the theories and numerical methods developed herein. The lowest three natural frequency parameters are reported, with and without the effect of shear deformation, as functions of the three non-dimensional system parameters: the horizontal rise to span length ratio, the slenderness ratio and the stiffness parameter.

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