• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.286-289
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• 2008

Damping materials are widely used to reduce vibration or noise generation of structures. To understand their damping capability and for use in numerical simulations, their viscoelastic properties should be measured in the frequency range of interest. In this study, experimental setup is proposed to measure materials properties of very compliant polymer materials. The polymer materials used in this study are difficult to form into rod shapes, and typical resonance methods are not applicable. In the proposed measurement setup, the damping materials were modeled as a simple viscoelastic support at one end of the beam. Their properties were measured through analysis of their effects on the wave propagation characteristics of the beam structure.

• 임산에너지
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• 제18권2호
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• pp.55-61
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• 1999

본 실험에서는 화학조성이 다른 일련의 에틸렌/초산비닐 공중합체의 점탄성(또는 화학조성)이 목재/고분자/목재 샌드위치 복합체의 진동·충격음 흡수성능에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과는 다음과 같다. 복합체의 진동·충격음 흡수성능은 고분자의 분자 운동상태에 민감하다. 즉, 복합체의 진동·충격음 흡수성능 고분자가 시험온도에 있어서 유리전이 상태일 때(대략 초산 비닐 55∼75%) 가장 크며, 고분자가 고무상태(초산비닐 47∼20%) 또는 유리상태(초산비닐 100∼87%)일 때는 작다. 또한 유리전이상태의 고분자 적층재는 약 6∼12dB의 충격음 저감효과가 있었다.

• 폴리머
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2001

본 연구에서는 불포화 폴리에스테르 수지의 글리콜 몰비에 따른 경화거동을 실험하였다. 경화과정은 Tanaka 강체진자(rigid-body pendulum)형 점탄성 모델과 differential scanning calorimetry(DSC)법을 이용하였다. 강체진자의 회전축부에 수지막을 형성하여 자유진동을 시키면 수지막의 점탄성 변화에 응답하여 pendulum의 진동주기 T 및 대수 감쇄율 ${\Delta}$가 변화한다. Pendulum의 회전축부에 있어서의 수지막의 역학적인 응답을 pendulum의 진동 운동으로 취급하고 T 및 ${\Delta}$를 이용, 수지막의 dynamic modulus(E') 및 modulus loss(E')을 구하는 계산식을 만들었다. 이 측정법과 계산식을 이용하여 불포화 폴리에스테르 수지의 경화과정에 있어서의 점탄성 변화를 추적하여 수지막의 경화성의 차이를 알 수 있었다. Neopentyl glycol(NPG)의 몰비가 증가할수록 진동주기의 감소폭 기울기에 의한 경화반응속도가 느리고, damping 값에 의한 점도값의 상승속도가 감소하는 경화거동을 고찰하였다.

• 소음진동
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• 제5권3호
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• pp.313-325
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• 1995

Two active/passive vibration dampers were designed to control a cantilever beam first mode of vibration. The active element was a piezoelectric polymer, polyvinlidene fluoride (PVDF). The passive damping was provided by the application of a viscoelastic layer on the surface of the steel beam. Two substantially different damper configurations were designed and tested. One damper consisted of a piezoelectric actuator bonded to one face of the beam, with a viscoelastic layer applied to the other surface of the beam. The second one was composed of a layer viscoeastic layer with one surface bonded to the beam, and with other being constrained by nine piezoelectric actuators connected in parallel. A control law based on the sign of the angular velocity of the cantilever beam was implemented to control the beam first mode of vibration. The piezoelectric sensor output was digitally differentiated to obtain the transverse linear velocity, and its sign was used in the control algorith. Two dampers provided the system a damping increase of a factor of four for the first damper and three for the second damper. Both dampers were found to work well at low levels of vibration, suggesting that they can be used effectively to prevent resonant vibrations in flexible structure from initiating and building up.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권2호
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• pp.229-240
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• 2022

The main objective of this work is presenting a mathematical model for the concrete slab with fiber reinforced polymer (FRP) layer under the impact load. Impacts are assumed to occur normally over the top slab and the interaction between the impactor and the structure is simulated using a new equivalent three-degree-of-freedom (TDOF) spring-mass-damper (SMD) model. The structure is assumed viscoelastic based on Kelvin-Voigt model. Based on the sinusoidal shear deformation theory (SSDT), energy method and Hamilton's principle, the motion equations are derived. Applying DQM, the dynamic deflection and contact force of the structure is calculated numerically so that the effects of mass, velocity and height of impactor, boundary conditions, FRP layer, structural damping and geometrical parameters of structure are shown on the dynamic deflection and contact force of system. Results show that considering structural damping leads to lower dynamic deflection and contact force. In addition, increasing the impact velocity of impactor yields to increases in the maximum contact force and deflection while the contact duration is decreased. The result shows that the contact force and the central deflection of the structure decreases and the contact time decreases with assuming FRP layer.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.624-629
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• 2001

Two types of bolted lap joints, one with a viscoelastic layer and the other without the viscoelastic layer were chosen to analyze the dynamic characteristics of the joints with the mechanical properties of the bolts of the joints being taken as computational variables. The finite element method was used along with the impact hammer technique to verify the FEM model. The results in the bolted lap joints reveal that the higher the Young's Modulus for the bolts are the higher the natural frequencies results for the joints. However, the natural frequency differences in the first and second mode are not substantial but become noticeable in the higher modes. Lower natural frequencies were obtained for the bolted lap joints with the viscoelastic layer when compared with those of the bolted lap joints without the viscoelastic layer. And the differences in the natural frequencies for the two types of joints are relatively small in the first and second mode whereas in the higher mode the differences become significant. The loss factors were observed to be significant especially in the second mode for the bolted lap joints with the viscoelastic layer.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.192-198
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• 2021

전기차의 수요 및 보급이 확대됨에 따라 차량 내 이음(buzz, squeak, rattle, BSR) 개선에 대한 요구가 커지고 있다. 이에 풍절음, 도어 글라스 및 차량 진동을 차단하는 인너벨트 웨더스트립(innerbelt weatherstrip)의 댐핑(damping) 특성 향상을 통해 BSR을 저감하는 기술 개발이 필수적이다. 기존 열경화성(thermoset) 탄성체 대비 가볍고 재활용이 가능한 열가소성(thermoplastic) 탄성체가 주목을 받고 있지만 낮은 소재 댐핑과 영구압축줄음률(compression set)로 인해 도어 글라스와 웨더스트립 간 마찰 소음을 발생하는 문제가 있다. 고분자 댐핑 특성은 점탄성(viscoelastic)에 좌우되므로, 본 연구에서는 인너벨트 웨더스트립과 도어 글라스 간 마찰 소음을 개선하기 위해 EPDM (ethylene-propylene-diene monomer)/PP (polypropylene) thermoplastic vulcanizates (TPV)의 재료설계인자(EPDM/PP 비율, EPDM 내 ENB 함량)에 따른 점탄성 분석을 통해 소재 댐핑 특성을 평가하였다. EPDM/PP 비율에 따른 분석을 통해 PP 비율이 낮을수록 소재가 연화되고, 탄성회복력(resilience)이 증가하여 저장탄성률(storage modulus)은 10.8% 감소하고 댐핑 특성을 의미하는 감쇠계수(tanδ)는 88.2% 증가함을 확인하였다. 또한 EPDM 내 ENB 함량이 높을수록 소재의 가교밀도(crosslink density)가 증가하지만, 동적가교(dynamic vulcanizate) 과정 중 PP에 분산된 EPDM particle의 크기가 감소한다. 이로 인해 증가된 EPDM/PP 계면 간 면적 증가로 인해 계면 미끄러짐에서 기인한 손실탄성률(loss modulus)이 24.7% 증가하여 댐핑 특성이 향상되었다. 재료설계인자에 따른 물성분석을 바탕으로 최적 소재(낮은 PP 비율(14 wt%), 높은 ENB 함량 (8.9 wt%))를 배합한 결과 소재 댐핑 특성(tanδ peak)은 기존 소재(PP27, EPDM/PP 30/27, ENB content 5.7 wt%) 대비 140% 증가하여 재료설계인자에 따라 댐핑 특성을 제어할 수 있음을 확인하였다. 설계된 소재의 글라스 마찰 소음 개선 효과를 확인하기 위해 stick-slip 시험을 통해 마찰 소음을 평가하였다. 소재 댐핑 특성이 향상됨에 따라 마찰 진동의 가속도 peak가 약 57.9% 감소하였다. 이러한 결과로부터 재료설계인자에 따른 소재 댐핑 특성 향상을 통해 인너벨트 웨더스트립의 글라스 마찰 소음을 개선할 수 있음을 확인하였으며, 향후 소재 재료설계인자에 따른 물성 제어를 통해 부품의 요구 성능에 맞는 다양한 재료설계에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권1호
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• pp.29-48
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• 2015

The main purpose of this work is to compare different criteria for the seismic strengthening of RC framed buildings in order to find the optimal combinations of these retrofitting techniques. To this end, a numerical investigation is carried out with reference to the town hall of Spilinga (Italy), an RC framed structure with an L-shaped plan built at the beginning of the 1960s. Five structures are considered, derived from the first by incorporating: carbon fibre reinforced polymer (FRP)-wrapping of all columns; base-isolation, with high-damping-laminated-rubber bearings (HDLRBs); added damping, with hysteretic damped braces (HYDBs); FRP-wrapping of the first storey columns combined with base-isolation or added damping. A three-dimensional fibre model of the primary and retrofitted structures is considered; bilinear and trilinear laws idealize, respectively, the behaviour of the HYDB, providing that the buckling be prevented, and the FRP-wrapping, without resistance in compression, while the response of the HDLRB is simulated by using a viscoelastic linear model. The effectiveness of the retrofitting solutions is tested with nonlinear dynamic analyses based on biaxial accelerograms, whose response spectra match those in the Italian seismic code.

• 임산에너지
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• 제17권1호
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• pp.36-46
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• 1998

이 연구는 점탄성 고분자재료를 사용하여 진동·충격음 흡수성능을 지니는 목질계 복합재료의 제조를 목적으로, 가소화 PVC의 동적점탄성 및 고분자 적층 복합체의 진동흡수성능에 미치는 고분자의 점탄성의 영향을 검토하였다. 가소제는 디옥틸프탈레이트(DOP)를 사용하여, 20∼140 phr까지 첨가하였다. 고분자의 동적점탄성의 측정은 Rheovibron을 사용하여 110Hzdml 인장진동을 가하여, -100∼150℃까지 매분 1℃를 상승시키면서 측정하였다. PVC와 DOP는 전조성에서 완전상용성이었으며, T(E"max)와 T(tan δmax)는 가소제의 첨가량이 증가함에 따라 저온 측으로 이동하였다. 고분자 적층 복합체의 진동흡수성능은 Rheovibron을 개조한 양단지지 중심하중에 의한 강제 휨진동법 및 공진법에 하나인 양단자유 휨진동법을 사용하였다. 샌드위치구조 복합체의 진동흡수계수(tanδc)는 고분자의 손실계수(tanδ)와 정의 상관성을 나타내었으며, 피복체의 진동흡수계수는 고분자의 손실탄성률(E")에 의존하는 경향을 나타내었다. 또한 샌드위치구조 복합체의 대수감쇠율(Δc)은 tanδc곡선과 유사한 곡선을 나타내었다.

• Computers and Concrete
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• 제32권1호
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• pp.75-85
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• 2023

This work utilizes simplified higher-order shear deformation beam theory (HSDBT) to investigate the vibration response for functionally graded carbon nanotube-reinforced composite (CNTRC) beam. Novel to this work, single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are distributed and aligned in a matrix of polymer throughout the beam, resting on a viscoelastic foundation. Four un-similar patterns of reinforcement distribution functions are investigated for the CNTRC beam. Porosity is another consideration taken into account due to its significant effect on functionally graded materials (FGMs) properties. Three types of uneven porosity distributions are studied in this study. The damping coefficient and Winkler's and Pasternak's parameters are considered in investigating the viscosity effect on the foundation. Moreover, the impact of different parameters on the vibration of the CNTRC beam supported by a viscoelastic foundation is discussed. A comparison to other works is made to validate numerical results in addition to analytical discussions. The findings indicate that incorporating a damping coefficient can improve the vibration performance, especially when the spring constant factors are raised. Additionally, it has been noted that the fundamental frequency of a beam increases as the porosity coefficient increases, indicating that porosity may have a significant impact on the vibrational characteristics of beams.