• 제목/요약/키워드: Equivalent damping

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수위의 구속조건을 고려한 LCVA의 최적형상 (Optimal Shape of LCVA considering Constraints on Liquid Level)

  • 박지훈;김기면;이성경;민경원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.429-437
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    • 2009
  • 본 연구에서는 수평관과 수직관의 단면이 다른 액체기둥흡진기(LCVA)의 제진효과를 극대화하기 위한 최적형상을 수치 해석에 의한 변수연구를 통해 찾았다. 특정 진동수에 동조되고, 동일한 총질량을 가지면서 치수 및 수위와 관련된 구속조건을 만족하는 다양한 형상의 LCVA를 설계하고, 이 가운데 가장 큰 등가감쇠비를 획득하는 형상을 찾았다. 그 결과 LCVA 형상의 설계에서 수위변동폭이 최적형상을 결정하는 중요한 구속조건 역할을 한다는 것을 확인하였다. 유체가 운동하는 평면과 직교하는 방향의 LCVA 수평폭을 증가시킬수록 등가감쇠비가 증가하였으며, 증가율은 점차 둔화되는 것으로 나타나 적정 수평폭의 결정이 중요한 것으로 나타났다.

Multiple characteristic response damage analysis of large-span space structures based on equivalent damping ratio

  • Wei, Jun;Yang, Qingshun;Zhou, Lexiang;Chen, Fei
    • Earthquakes and Structures
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    • 제23권4호
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    • pp.339-352
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    • 2022
  • Due to the large volume and generally as a public building, the damage of large-span space structures under various non-conventional loads will cause greater economic losses, casualties, and social impacts, etc. Therefore, it is particularly important to evaluate the seismic performance of large-span space structures. This paper taked a multipurpose sports center as an example and considered its synergistic deformation based on the method of equivalent damping ratio. Furthermore, The ABAQUS software was used to analyze the time-history and energy response of the multipurpose sports center under the action of rare earthquakes, and proposed a quantitative damage index to assess the overall damage of the structure. Finally, the research results indicated that the maximum inter-story drift ratio of the multipurpose sports center under the action of rare earthquakes was less than its limit value. The frame beams presented different degrees of damage, but the key members were basically in an elastic state. The bearing capacity did not reach the limit value, which satisfied the intended seismic performance target. This study taked an actual case as an example and proposed a relevant damage evaluation system, which provided some reference for the analysis of the seismic performance of large-span space structures.

수치해석을 통한 진동감쇠식 맞춤형 암반의 감쇠비 산정 (Estimation of Attenuation Relationship Compatible with Damping Ratio of Rock Mass from Numerical Simulation)

  • 김낙영;류재하;안재광;박두희;손무락;황영철
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.45-55
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    • 2015
  • 발파에 대한 주변 구조물이나 사면의 안정성은 경험적 진동감쇠식 또는 발파진동 동적 수치해석을 통하여 평가한다. 동적해석을 수행하기 위해서는 발파하중과 지반 감쇠비의 산정이 필요하다. 발파하중에 대해서는 다양한 경험적 방법이 제시되었지만 암반의 감쇠비에 대한 연구는 제한적이며 해석 시 이를 무시하거나 명확한 근거 없이 가정하여 해석에 적용하고 있다. 암반의 감쇠비는 절리의 영향을 크게 받으므로 이를 고려해서 산정해야 한다. 또한, 평면파로 가정할 수 있는 지진파와는 다르게 발파 시에는 구면파가 생성되며 이를 2차원 해석에서 모사하는 경우에는 이의 기하학적 확산을 고려하기 위하여 감쇠비를 조정해야 한다. 본 연구에서는 위의 두 가지 영향이 고려된 2차원 평면변형률 연속체 해석에 적용 가능한 암반의 등가감쇠비를 제안하였다. 이를 위하여 다양한 강성의 암반에 대한 2차원 동적해석을 수행하여 암반의 감쇠비에 따른 진동전파 특성을 분석하였으며 해석결과를 기반으로 진동감쇠식-전단파속도-등가감쇠비와의 상관관계를 규명하였다. 제시된 상관관계는 경험적 진동감쇠식에 상응하는 감쇠비를 산정한 최초의 시도로 중요한 의미가 있으며 동시에 실무에도 쉽게 적용될 수 있는 유용한 방법이다.

동적응답을 최소화하는 비구속형 제진보의 제진부위 최적설계 (Optimal Treatment of Unconstrained Visco-elastic Damping Layer on Beam to Minimize Vibration Responses)

  • 이두호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.656-661
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    • 2005
  • An optimization formulation of unconstrained damping treatment on beams is proposed to minimize vibration responses using a numerical search method. The fractional derivative model is combined with RUK's equivalent stiffness approach in order to represent nonlinearity of complex modulus of damping materials with frequency and temperature. The loss factors of partially covered unconstrained beam are calculated by the modal strain energy method. Vibration responses are calculated by using the modal superposition method, and of which design sensitivity formula with respect to damping layout is derived analytically. Plugging the sensitivity formula into optimization software, we can determine optimally damping treatment region that gives minimum forced response under a given boundary condition. A numerical example shows that the proposed method is very effective in minimizing vibration responses with unconstrained damping layer treatment.

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진동응답을 최소화하는 비구속형 제진보의 제진 부위 최적설계 (Optimal Treatment of Unconstrained Visco-elastic Damping Layer on Beam to Minimize Vibration Responses)

  • 이두호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권7호
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    • pp.829-835
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    • 2005
  • An optimization formulation of unconstrained damping treatment on beam is proposed to minimize vibration responses using a numerical search method. The fractional derivative model is combined with RUK's equivalent stiffness approach in order to represent nonlinearity of complex modulus of damping materials with frequency and temperature. Vibration responses are calculated by using the modal superposition principle, and of which design sensitivity formula with respect to damping layout is derived analytically. Plugging the sensitivity formula into optimization software, we can determine optimally damping treatment region that gives minimum forced response under a given boundary condition. A numerical example shows that the proposed method is very effective in suppressing nitration responses by means of unconstrained damping layer treatment.

비구속형 점탄성 제진층을 갖는 보의 제진층 길이 최적화 (Length Optimization for Unconstrained Visco-elastic Damping Layer of Beams)

  • 이두호;황우석
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권12호
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    • pp.938-946
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    • 2003
  • Length of an unconstrained viscoelastic damping layer on beams is determined to maximizeloss factor using a numerical search method. The fractional derivative model can describe damping characteristics of viscoelastic damping materials accurately, and is used to represent nonlinearity of complex modulus with frequencies and temperatures. Equivalent flexural rigidity of the unconstrained beam is obtained using Ross, Ungar, Kelvin[RUK] equation. The loss factors of partially covered unconstrained beam are calculated by a modal strain energy method. Optimal lengths of the unconstrained viscoelastic damping layer of beams are identified with ambient temperatures and thickness ratios of beam and damping layer by using a finite-difference-based steepest descent method.

비구속형 점탄성 제진층을 갖는 보의 제진층 길이 최적화 (Length Optimization for Unconstrained Visco-elastic Damping Layer of Beams)

  • 이두호;황우석
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.665-671
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    • 2003
  • Length of an unconstrained viscoelastic damping layer on beams is determined to maximize loss factor using a numerical search method. The fractional derivative model can describe damping characteristics of the viscoelastic damping material, and is used to represent nonlinearity of complex modulus with frequencies and temperatures. Equivalent flexural rigidity of the unconstrained beam is obtained using Ross, Ungar, Kerwin(RUK) equation. The loss factors of partially covered unconstrained beam are calculated by a modal strain energy method. Optimal lengths of the unconstrained viscoelastic damping layer of beams are obtained with respect to ambient temperatures and thickness ratios of beam and damping layer.

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최대 비탄성 변위 응답 예측을 위한 기존 능력스펙트럼법들의 유효성 평가 및 비교 (Evaluation of Capacity Spectrum Methods for Estimating the Peak Inelastic Responses)

  • 김홍진;민경원;이상현;박민규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.35-44
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    • 2004
  • 탄성응답스펙트럼을 사용하는 능력스펙트럼법은 비선형 시스템을 등가의 선형시스템으로 치환하여 주어진 지진 하중에 대한 구조물의 최대 비선형 거동을 예측한다. 본 연구의 목적은 이러한 능력스펙트럼법들의 정확성을 검증하고, 예측 특성을 비교하는 것이다. 이를 위해, ATC-40, G lkan, Kowalsky, 그리고 Iwan이 제시한 방법을 이용하여 등가주기와 등가감쇠비를 산정한 후, ATC-40에서 제시한 절차B에 따라 성능점을 산정 하였다. 전반적으로 ATC-40 방범은 구조물의 응답을 과소 평가하여 안전하지 못한 설계결과를 가져 올 수 있으며, G lkan과 Kowalsky의 방법은 과대 평가하는 경향을 가지고 있다. Iwan이 제시한 방법은 ATC-40 방법과 G lkan과 Kowalsky 방법의 중간 값을 예측함으로써, 비교적 정확한 값에 가까운 최대 변위를 산출하였다. 그리고, Kowalsky 방법은 항복 후 강성비에 따라 등가감쇠비를 음수로 산정함으로써 예측 값을 제시하지 못하는 경우가 있음을 확인하였다.

붕괴하중을 받는 MR 댐퍼의 Bingham 모델을 이용한 저항성능 정해 (Exact Solution for Resistance Capacity utilizing Bingham Model of MR Dampers under Collapse Load)

  • 성지영;민경원;김진구
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.234-240
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    • 2011
  • This study deals with progressive collapse of a structure retrofitted with MR dampers. In order to assess their effect of mitigation which prevents progressive collapse, control force ratio is defined by friction force of MR dampers divided by external force. First, simple model of a structure with MR dampers is suggested. Using the model, exact solution with the control force ratio is obtained. When and where the system is stopped is predicted by the derived solution. Through the dissipated energy by MR dampers during collapse event, equivalent damping ratio is derived. Finally, comparison of exact and equivalent solutions is presented.

마찰감쇠기가 설치된 비선형 단자유도 건물의 등가감쇠비 (Equivalent Damping Ratio of the Inelastic SDOF Structures with Friction Damper)

  • 김형섭;민경원;이상현;박지훈;문병욱
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.492-499
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    • 2004
  • The purpose of this paper is to present a design procedure of coulomb friction dampers for controlling elastic and inelastic responses of building structures. The equivalent damping and frequency 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 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 this er개r are reposed based on the least square method, and the results from numerical analyses indicate that the error is significantly reduced, and the proposed formula can be used without much error for designing coulomb friction damper for retrofitting a structure showing elastic or inelastic behavior.

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