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문제 정의
- 본 실험에서는 좌굴, 파단, Roll-out 등으로 정의되는 극한전단특성을 파악하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험은 일정한 수직하중을 재하한 상태에서, 일방향으로 횡변위를 발생시켰다.
- 또한 받침의 내구성 및 극한특성을 파악하기 위하여 크리프 실험과 극한 전단실험을 수행하였다. 저경도 고감쇠 고무받침의 다양한 특성실험 결과를 통하여 실제품의 특성을 규명하고, 조건변화에 민감한 항목을 파악하여 제품의 설계치와 부합하기 위하여 설계시에 고려해야 할 인자를 제시하고자 하였다.
- 특성시험은 제품의 특성치를 파악하기 위해 진행되는 시험으로, 양산 전 시험결과를 검토하여 제품의 적합성 등을 판정하기 위한 목적으로 특성시험을 진행하였다.
제안 방법
- 50회 반복 재하 후 시험체를 반복재하 전의 온도로 냉각하기 위해 상온에서 24시간 동안 놓은 후, 같은 조건에서 3.2절의 압축-전단실험을 다시 수행하였다. 비교 결과 전단 강성은 0.
- 고감쇠 고무받침의 반복하중에 따른 전단강성과 등가감 쇠비의 변화를 파악하기 위하여 반복재하 압축-전단실험을 수행하였다. 실험은 상온에서 설계면압 7.
- 고감쇠 고무받침의 수직강성을 얻고자 상온에서 고감쇠 고무받침 시험체에 2개의 변위계를 설치하여 실험을 수행하였다. 실험에서 수직하중은 그림 3에 나타난 것처럼 설계하중 P0(면압 7.
- 고감쇠 고무받침의 압축응력에 따른 전단강성과 등가감쇠비의 의존성을 파악하기 위해 다양한 압축응력에 대하여 압축-전단실험을 수행하였다. 실험은 상온에서 해당 설계면 압이 유지되도록 일정하게 수직하중을 재하한 상태에서, 설계전단변위(변형율 γ = 100%)가 발생하도록 0.
- 고감쇠 고무받침의 전단강성 Kh와 등가감쇠비 heq를 얻기 위하여 전단특성(압축-전단) 실험을 수행하였다. 실험은 상온에서 설계면압 7.
- 고감쇠 고무받침의 전단변형율에 따른 압축강성의 변화를 파악하기 위하여 다양한 전단변위에 대하여 압축특성 실험을 수행하였다. 실험은 상온에서 해당 전단변위를 일정하게 유지시킨 상태에서, 그림 3과 같이 수직하중을 재하하였다.
- 고감쇠 고무받침의 전단변형율에 따른 전단강성과 등가 감쇠비의 변화를 파악하기 위하여 다양한 전단변위에 대하여 압축-전단실험을 수행하였다. 실험은 상온에서 설계면압 7.
- 고감쇠 고무받침의 파단능력을 파악하기 위하여 1개의 시험체를 설치한 후 파단능력이 과대평가 되지 않기 위하여 수직하중을 주지 않은 상태에서 전단변형율 600%까지 수평변위를 재하하였다. 파단능력 시험 중의 시험체의 형상 및 결과는 그림 18과 그림 19에 나타냈으며 시험체는 지압 면적을 초과하여도 전단파괴가 발생하지 않았다.
- 고무받침의 크리프 특성을 파악하기 위해 1000시간 동안 상온 상태에서 동일하중을 재하 하여 60년 후의 크리프 성능을 예측하였다. 수직하중은 설계하중 7.
- 기존의 연구자료를(6) 보면 고감쇠 고무의 경우 전단변형율 의존성, 주파수 의존성, 온도 의존성 등이 있는 것으로 알려져 있기 때문에 본 연구에서는 다양한 의존성 실험을 수행하였으며, 고무받침의 내구성 및 극한특성을 파악하기 위하여 크리프 실험과 극한전단실험을 수행하였다.
- 에 따라 수행하였다. 다양한 동특성실험을 통하여 압축강성, 전단강성, 등가 감쇠비, 전단특성의 전단변형율 의존성, 전단특성의 온도 의존성, 전단특성의 주파수 의존성, 전단특성의 압축응력 의존성, 전단특성의 반복하중 의존성, 압축강성의 전단변형 의존성 등 고감쇠 고무받침의 특성을 파악하였다. 또한 받침의 내구성 및 극한특성을 파악하기 위하여 크리프 실험과 극한 전단실험을 수행하였다.
- 다양한 동특성실험을 통하여 압축강성, 전단강성, 등가 감쇠비, 전단특성의 전단변형율 의존성, 전단특성의 온도 의존성, 전단특성의 주파수 의존성, 전단특성의 압축응력 의존성, 전단특성의 반복하중 의존성, 압축강성의 전단변형 의존성 등 고감쇠 고무받침의 특성을 파악하였다. 또한 받침의 내구성 및 극한특성을 파악하기 위하여 크리프 실험과 극한 전단실험을 수행하였다. 저경도 고감쇠 고무받침의 다양한 특성실험 결과를 통하여 실제품의 특성을 규명하고, 조건변화에 민감한 항목을 파악하여 제품의 설계치와 부합하기 위하여 설계시에 고려해야 할 인자를 제시하고자 하였다.
- 5Hz의 정현파를 50회반복재하하였다. 반복재하수 증가에 따른 각 사이클별 전단 강성과 등가감쇠비를 계산하여 전단특성치의 변화양상을 파악하였다.
- ISO 22762-3에서는 극한전단 변형율 γu값에 따라 A, B, C, D, E, F 등 총 6등급으로 분류하고 있다. 본 시험에서 사용한 시험체가 A등급 조건을 만족 하는지 확인하고자 면압 7.5MPa에 해당하는 설계수직하중을 가한 후 목표변형율 350%인 175mm까지 전단변위를 발생시키는 극한전단 실험을 수행하였다. 극한전단 실험사진을 그림 17에 나타내었다.
- 본 연구에서 개발한 저경도 고감쇠 고무받침에 대하여 ISO 기준에 따라 동특성 실험을 수행하였다. 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 따라서 본 연구에서는 ISO 22762-1의 내용에 따라 시험체 제작 및 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 압축특성, 전단특성, 전단특성의 전단변형율 의존성, 전단특성의 압축응력 의존성, 전단특성의 주파수 의존성, 전단특성의 온도 의존성, 전단특성의 반복하중 의존성, 압축특 성의 전단변형율 의존성, 크리프 특성, 극한전단특성 등 총 10가지 항목에 대하여 실험을 수행하였다.
- ISO 22762-1에서는 전단강성과 등가감쇠비를 결정하기 위해 세번째 사이클에서의 값을 이용하거나, 또는 2회부터 11회까지의 평균값을 이용하도록 되어있다. 본 연구에서는식 (7), (8)처럼 2회부터 11회까지의 평균값을 이용하여 고감쇠 고무받침의 전단강성과 등가감쇠비를 계산하였다.
- 고무받침의 크리프 특성을 파악하기 위해 1000시간 동안 상온 상태에서 동일하중을 재하 하여 60년 후의 크리프 성능을 예측하였다. 수직하중은 설계하중 7.5MPa에 해당하는 하중을 재하하였으며, 상온을 유지하기 위하여 항온챔버에서 실험을 수행하였다. 크리프량을 측정하기 위하여 변위계 2개를 사용하였다.
- 5Hz의 정현파를 11회 반복재하 하였다. 실험은 -20℃, 0℃, 23℃, 40℃등 총 4가지의 온도에서 수행하였다. 해당 온도의 항온항습기 내에 3일간 보관한 시험체를 시험기에 장착하고, 시험기 주변에 항온챔버를 설치하였다.
- 5Hz의 정현파를 11회 반복재하 하였다. 실험은 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175%, 200% 등 총 7가지의 전단변형율에 해당하는 전단변 위에서 수행하였다.
- 실험은 상온에서 설계면압 7.5MPa이 유지되도록 수직하중을 일정하게 재하한 상태에서 0.5Hz의 정현파로 설계전단변위(전단변형율 γ = 100%, 50mm)만큼의 횡변위가 발생하도록 하는 방법으로 시험체에 총 11회 연속적으로 재하 하였다.
- 실험은 상온에서 설계면압 7.5MPa이 유지되도록 수직하중을 일정하게 재하한 상태에서, 해당 설계전단변위(변형율 γ = 100%)가 발생하도록 0.5Hz의 정현파를 50회반복재하하였다.
- 고감쇠 고무받침의 전단변형율에 따른 전단강성과 등가 감쇠비의 변화를 파악하기 위하여 다양한 전단변위에 대하여 압축-전단실험을 수행하였다. 실험은 상온에서 설계면압 7.5MPa이 유지되도록 수직하중을 일정하게 재하한 상태에서, 해당 전단변위가 발생하도록 0.5Hz의 정현파를 11회 반복재하 하였다. 실험은 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175%, 200% 등 총 7가지의 전단변형율에 해당하는 전단변 위에서 수행하였다.
- 실험은 상온에서 해당 설계면 압이 유지되도록 일정하게 수직하중을 재하한 상태에서, 설계전단변위(변형율 γ = 100%)가 발생하도록 0.5Hz의 정현 파를 11회 반복재하 하였다.
- 실험은 상온에서 해당 설계면압 7.5MPa이 유지되도록 일정하게 수직하중을 재하한 상태에서, 설계전단변위(변형율 γ = 100%)가 발생하도록 해당 주파수의 정현파를 11회 반복재하 하였다.
- 5Hz의 정현 파를 11회 반복재하 하였다. 실험은 설계면압 7.5MPa의 0%, 50%, 100%, 150%, 200% 등에 해당하는 총 5가지의 면압에서 수행하였다.
- 실험은 설계면압 7.5MPa이 유지되도록 수직하중을 일정하게 재하하고, 해당 온도에서 설계전단변위(변형률 γ = 100%)가 발생하도록 0.5Hz의 정현파를 11회 반복재하 하였다.
- 본 실험에서는 좌굴, 파단, Roll-out 등으로 정의되는 극한전단특성을 파악하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험은 일정한 수직하중을 재하한 상태에서, 일방향으로 횡변위를 발생시켰다. 횡변위가 증가하면서 고무받침은 좌굴, 파단, Roll-out 등이 발생하게 되는데 이때의 변형율을 극한전단 변형율 γu 라 정의한다.
- 실험은 상온에서 해당 전단변위를 일정하게 유지시킨 상태에서, 그림 3과 같이 수직하중을 재하하였다. 여기서 수직하중 P0는 면압 7.5MPa에 상응하는 하중이 되도록 하였으며, 전단변위는 0%, 50%, 100%, 150% 등총 4가지의 전단변형율에 해당하는 값을 갖도록 하였다.
- 우선, 받침 설계시 가장 기본이 되는 압축강성, 전단강성 그리고 감쇠비 등의 특성을 파악하고자 압축특성실험과 전단특성실험을 수행하였다. 이렇게 압축특성 실험과 전단특성 실험을 통해 얻은 제품의 기본 특성치를 ISO 22762-3에 나와 있는 설계식에 따라 계산한 설계값과 비교하여 오차범 위를 만족하는지 확인하였다.
- 우선, 받침 설계시 가장 기본이 되는 압축강성, 전단강성 그리고 감쇠비 등의 특성을 파악하고자 압축특성실험과 전단특성실험을 수행하였다. 이렇게 압축특성 실험과 전단특성 실험을 통해 얻은 제품의 기본 특성치를 ISO 22762-3에 나와 있는 설계식에 따라 계산한 설계값과 비교하여 오차범 위를 만족하는지 확인하였다. 여기서 압축강성의 오차범위는 ±30%를 사용하였고, 전단특성의 오차범위는 S-A 등급 기준인 ±15%를 사용하였다.
- 해당 온도의 항온항습기 내에 3일간 보관한 시험체를 시험기에 장착하고, 시험기 주변에 항온챔버를 설치하였다. 이후 저온 실험인 경우 저온을 유지하기 위해 액체질소를 이용하였고, 고온 실험인 경우 고온을 유지하기 위해 열풍기를 이용하였다.
- 5%으로 각각 계산되었다. 한편 전단강성의 설계값은 표 2와 식 (9)를 이용하여 0.392kN/mm으로 계산하였지만, 등가감쇠비의 설계식은 기준에 주어져 있지 않았기 때문에 여기선 전단강성에 대해서만 설계값과 비교하였다.
- 실험은 -20℃, 0℃, 23℃, 40℃등 총 4가지의 온도에서 수행하였다. 해당 온도의 항온항습기 내에 3일간 보관한 시험체를 시험기에 장착하고, 시험기 주변에 항온챔버를 설치하였다. 이후 저온 실험인 경우 저온을 유지하기 위해 액체질소를 이용하였고, 고온 실험인 경우 고온을 유지하기 위해 열풍기를 이용하였다.
대상 데이터
- 고감쇠 고무받침 시험체의 특성실험에 사용된 시험기는 표 1 및 그림 1에 나타난 바와 같이 2000kN 압축-전단시험기를 사용하였다.
- 5MPa이 유지되도록 일정하게 수직하중을 재하한 상태에서, 설계전단변위(변형율 γ = 100%)가 발생하도록 해당 주파수의 정현파를 11회 반복재하 하였다. 실험은 0.005Hz, 0.01Hz, 0.1Hz, 0.25Hz, 0.5Hz, 0.7Hz 등 총 6가지의 주파수에서 수행하였다. 시험기의 속도 제약으로 인하여 0.
- 이렇게 얻은 실험값이 기준의 요구사항을 만족하는지 확인하기 위하여 식 (2)와 식 (3)에 따라 고감쇠 고무의 겉보기 탄성계수 Eap와 압축탄성계수 Ec를 계산하고, 식 (4)에 따라 압축강성의 설계값을 계산하였다. 여기서, 비등방성(Anisotropic) 재료인 고감쇠 고무의 탄성계수 E0값은 전단계수 G값의 3배인 1.2MPa 를 사용하였다. 한편 고무의 경도에 따른 보정계수 k값은 高山峯夫(1997)(12)에 따라 0.
- 전단변형율 100%에서 전단탄성계수 G값이 0.4MPa인 고감쇠 고무를 사용하여 고무받침을 제작하였으며, ISO 22762-1 표 11의 표준시험체(Standard Test Piece : Circle) 규격에 따라 그림 2 및 표 2와 같이 제작하였다.
데이터처리
- 실험결과를 바탕으로 압축응력 의존성이 고려된 등가감 쇠비 heq(σ)의 경험식을 회귀분석을 통해 식 (12)와 같이 구하였으며, 경험식을 통해 얻은 값을 그림 10처럼 실험값과 비교해 보았다.
- 실험결과를 바탕으로 전단변형율 의존성이 고려된 전단 탄성계수 G(γ)의 경험식을 회귀분석을 통해 식 (11)과 같이 구하였으며, 경험식을 통해 얻은 값을 그림 7처럼 실험값과 비교해 보았다.
이론/모형
- Part 1(11)은 고무 받침의 시험방법에 대해 소개하고 있으며, Part 2(8)와 Part 3(7)은 각각 교량과 건물에 대한 설계기준 및 제품검사 기준에 대해 소개하고 있다. 따라서 본 연구에서는 ISO 22762-1의 내용에 따라 시험체 제작 및 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 압축특성, 전단특성, 전단특성의 전단변형율 의존성, 전단특성의 압축응력 의존성, 전단특성의 주파수 의존성, 전단특성의 온도 의존성, 전단특성의 반복하중 의존성, 압축특 성의 전단변형율 의존성, 크리프 특성, 극한전단특성 등 총 10가지 항목에 대하여 실험을 수행하였다.
- 본 논문에서는 저경도 고감쇠 고무를 이용하여 고감쇠 고무받침의 동특성실험을 ISO 22762-1(11)에 따라 수행하였다. 다양한 동특성실험을 통하여 압축강성, 전단강성, 등가 감쇠비, 전단특성의 전단변형율 의존성, 전단특성의 온도 의존성, 전단특성의 주파수 의존성, 전단특성의 압축응력 의존성, 전단특성의 반복하중 의존성, 압축강성의 전단변형 의존성 등 고감쇠 고무받침의 특성을 파악하였다.
- 한편 고무의 경도에 따른 보정계수 k값은 高山峯夫(1997)(12)에 따라 0.865를 사용하였고, 체적탄성계수 E∞값은 AASHTO(1999)(13)에 따라 2000MPa으로 설정하 였다.
성능/효과
- 1Hz를 기준으로 변화 경향이 크게 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 0.1Hz이상의 주파수에서는 전단강성 및 등가감쇠비 모두 11%이하의 안정된 변화율을 나타냈지만, 0.1Hz이하에서는 전단강성 및 등가감쇠비 모두 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 전단강성과 등가감쇠비의 변화 범위는 각각 -17~3%, -40~3% 이었다.
- 1. 설계전단변형율을 총 고무두께 100%에 맞추어 전단특성 실험을 한 결과 전단강성의 설계값과 5.7%의 오차를 보였다. 이 값은 ISO 22762-3의 기준인 오차범위 ±15% 를 만족하는 값이다.
- 초기 1~3번째 사이클에서 전단강성은 크게 변화하는 것으로 나타났지만, 그 이후 사이클부터는 변화 폭이 줄어들어 조금씩 감소하는 양상을 나타내었다. 1회 사이클과 50회 사이클에서의 전단특성을 비교하면 전단강성과 등가 감쇠비는 각각 17%, 3% 감소하였다. 한편 등가감쇠비는 사이클 횟수에 상관없이 약 20%를 유지하는 것으로 나타났다.
- 2. 전단강성의 경우 온도 및 전단변형율에 대하여 큰 의존성을 나타내었으며, 면압에 대해서는 작은 의존성을 나타내었다. 따라서 고감쇠 고무받침의 전단강성 설계시 온도, 전단변형율에 대한 고려가 필요하다고 판단된다.
- 3. 등가감쇠비의 경우 주파수 및 면압에 대하여 큰 의존성을 나타내었으며, 온도 및 전단변형율에 대해서는 작은 의존성을 나타내었다. 등가감쇠비의 주파수 및 면압의존 성이 큰 것은 고감쇠 고무에 적용된 특수 배합약품이 고무 분자 사이의 점성 및 마찰 감응요소의 영향 때문이라고 판단된다.
- 4. 면압에 따른 등가감쇠비의 의존성이 크다는 것은 받침의 초기 강성과 항복 후 강성의 설계값에 영향을 미치는 특성강도의 의존성이 크다는 것을 의미한다. 따라서 고감쇠 고무받침의 등가감쇠비 설계시 면압에 대한 고려가 필요하다고 판단된다.
- 5. 크리프 시험을 통하여 장기하중에 대한 안전성을 확인하였다. 본 연구에서는 면압 7.
- 865를 사용하였고, 체적탄성계수 E∞값은 AASHTO(1999)(13)에 따라 2000MPa으로 설정하 였다. 그 결과 압축강성의 실험값은 설계값과 -3%의 오차만 발생하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 고감쇠 고무의 보정 계수 k값과 체적탄성계수 E∞값으로 각각 0.
- 전단변형율 50~200%의 범위에서 전단강성과 등가감쇠비는 모두 전단변형율이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 전단강성은 -19%에서 +26%까지 변화하여 전단변형율 의존성이 큰 것으로 나타났고, 반면 등가감쇠비는 -5%에서 +0.9%까지 변화하여 전단변형율 의존성이 작은 것으로 나타났다. 따라서 받침 설계시 전단변형율 의존성이 고려되지 않은 식 (9) 대신 전단변형율 의존성이 고려된 식 (10)을 사용하여 전단강성의 전단변형율 의존성을 고려할 필요가 있다.
- 전단강성은 면압이 증가함에 따라 감소하는 경향이 나타났고, -9%에서 +8%까지 변화하여 면압 의존성이 작은 것으로 나타났다. 등가감쇠비는 면압이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타났고, -19%에서 28%까지 변화하여 면압의존성이 큰 것으로 나타났다.
- 따라서 기준의 오차범위 ±15%를 고려한다면 본 연구에서 개발한 고감쇠 고무를 식 (9)처럼 변형율 의존성을 고려하지 않은 전단탄성계수 G를 사용하여 받침 설계를 할 경우, 설계전단변형율을 전단변형율 100%에 맞추어 설계한 것은 타당하다고 판단된다.
- 이 값은 ISO 22762-3의 기준인 오차범위 ±15% 를 만족하는 값이다. 따라서 본 연구에서 개발한 고감쇠 고무를 사용하여 전단강성의 전단변형율 의존성을 고려치 않고 받침설계를 할 경우, 설계전단변형율을 100% 전후로 설정한 것은 타당하다고 판단된다.
- 따라서 본 연구에서 개발한 고감쇠 고무의 보정 계수 k값과 체적탄성계수 E∞값으로 각각 0.865, 2000MPa을설정한 것은 타당하다고 판단된다.
- 2절의 압축-전단실험을 다시 수행하였다. 비교 결과 전단 강성은 0.402kN/mm에서 0.405kN/mm으로 약 0.75%증가하였고, 등가감쇠비는 전후 모두 20.5%이었다. 전단특성의 감소가 없는 것으로 보아 반복하중으로 인한 영구변형은 없는 것으로 판단된다.
- 압축응력에 따른 전단강성의 변화를 ISO 22762-3에 제시된 식과 비교하여 그림 9에 나타내었다. 비교결과 작은 면압에서는 상대적으로 큰 오차를 나타내었지만, 전체적으로 -2~6% 의 작은 오차 범위를 나타내었으며, 면압 7.5~11.25MPa에서 이론값과 가장 작은 오차를 보였다. 전단특성 실험시 전단 특성의 오차 범위가 ±15%인 것을 고려한다면 본 연구에서 개발한 고감쇠 고무받침에 대하여 면압 의존성을 고려한 설계를 ISO 22762-3에 제시된 식을 이용하여 설계하는 것은 타당하다고 판단된다.
- 실험값과 설계값을 비교한 결과, 전단강성은 5.7%의 작은 오차를 보였다. 따라서 기준의 오차범위 ±15%를 고려한다면 본 연구에서 개발한 고감쇠 고무를 식 (9)처럼 변형율 의존성을 고려하지 않은 전단탄성계수 G를 사용하여 받침 설계를 할 경우, 설계전단변형율을 전단변형율 100%에 맞추어 설계한 것은 타당하다고 판단된다.
- 실험결과 그림 18처럼 전단변형율이 약 160%(80mm)를 넘으면서 변형경화현상(Strain Hardening)이 발생하였음을 확인하였으며, 전단변형율 350%(175mm)가 발생할 때까지 좌굴, 파단 등은 발생하지 않았다. 이 결과를 통해 대변형시 고감쇠 고무받침의 안정성을 확인하였다.
- 실험데이터를 위 내용에 따라 계산한 결과 전단강성은 0.414kN/mm, 등가감쇠비는 19.5%으로 각각 계산되었다. 한편 전단강성의 설계값은 표 2와 식 (9)를 이용하여 0.
- 압축시험결과 세번째 사이클에서 최대･최소 하중은 455.08kN, 264.65kN이었으며, 이때의 변위는 각각 0.79mm, 0.58mm이었다. 이 값을 식 (1)에 적용한 결과 압축강성은 표 3에 나타난 것처럼 907kN/mm으로 나타났다.
- 실험결과 그림 18처럼 전단변형율이 약 160%(80mm)를 넘으면서 변형경화현상(Strain Hardening)이 발생하였음을 확인하였으며, 전단변형율 350%(175mm)가 발생할 때까지 좌굴, 파단 등은 발생하지 않았다. 이 결과를 통해 대변형시 고감쇠 고무받침의 안정성을 확인하였다.
- 이러한 특성은 일본의 제조사별(15-17) 온도의존성 시험결과로 확인 할 수 있는데 20℃ 기준으로 -10℃에서는 강성이 23∼40%, 감쇠는 10∼26%로 상승하며, 40℃에서는 강성이 7∼13%, 감쇠는 3∼12% 범위로 저하되어 본연구에서의 시험결과와 비슷한 결과를 갖는 것을 알 수 있다.
- 5MPa에서의 값을 기준으로 전단 강성과 등가감쇠비의 변화율을 계산하여 그림 8에 나타내었다. 전단강성은 면압이 증가함에 따라 감소하는 경향이 나타났고, -9%에서 +8%까지 변화하여 면압 의존성이 작은 것으로 나타났다. 등가감쇠비는 면압이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타났고, -19%에서 28%까지 변화하여 면압의존성이 큰 것으로 나타났다.
- 전단변형율 0~150%의 범위에서 압축강성은 전단변형율이 증가함에 따라 감소율이 커지면서 11%까지 감소하였지만, 압축특성 시험시 압축강성의 허용오차가 ±30%인 것을 고려하면 압축 강성의 전단변형율 의존성이 작은 것으로 판단된다.
- 실험결과는 전단변형율 100%에서의 값을 기준으로 전단 강성 및 등가감쇠비의 변화율을 계산하여 그림 6에 나타내었다. 전단변형율 50~200%의 범위에서 전단강성과 등가감쇠비는 모두 전단변형율이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 전단강성은 -19%에서 +26%까지 변화하여 전단변형율 의존성이 큰 것으로 나타났고, 반면 등가감쇠비는 -5%에서 +0.
- 전단특성 실험시 전단 특성의 오차 범위가 ±15%인 것을 고려한다면 본 연구에서 개발한 고감쇠 고무받침에 대하여 면압 의존성을 고려한 설계를 ISO 22762-3에 제시된 식을 이용하여 설계하는 것은 타당하다고 판단된다.
- 5Hz에서의 값을 기준으로 전단강성 및 등가감쇠비의 변화율을 계산하여 그림 11에 나타내었다. 주파수 0.001~0.5Hz의 범위에서 전단강성과 등가감쇠비는 모두 주파수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었지만, 0.1Hz를 기준으로 변화 경향이 크게 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 0.
후속연구
- 6. 본 실험은 ISO 22762-1에서 제시하고 있는 표준시험체에 대해서만 실험을 수행하였으므로, 시험체 크기에 대한 영향을 파악하기 위해 다른 크기의 시험체에 대한 추가 실험을 할 필요가 있다고 판단된다.
- 크리프 시험을 통하여 장기하중에 대한 안전성을 확인하였다. 본 연구에서는 면압 7.5MPa에서만 크리프 실험을 수행했지만, 고무받침 설계시 더 큰 면압을 받는 경우가 있으므로 7.5MPa 이상의 면압에 대해서 추가 실험을 할 필요가 있다고 판단된다.
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