$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

구조물의 진동 제어를 위한 압착식 MR 감쇠기의 동적 모델링
Dynamic Modeling of Semi-active Squeeze Mode MR Damper for Structural Vibration Control 원문보기

구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection, v.13 no.2 = no.54, 2009년, pp.172 - 180  

허광희 (건양대학교 건설시스템공학과) ,  전준용 (충남대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

일반적으로 MR 감쇠기를 이용한 준능동 제어 시스템을 구축하기 위해서는 감쇠장치의 동적모델이 요구된다. 여기서, 동적모델링은 감쇠장치의 발생 감쇠력 및 거동 성향 등을 수치적으로 예측하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 MR 감쇠기의 동적거동을 실무적인 관점에서 합리적으로 모델링하기 위하여 다양한 동적모델 중 Power 모델Bingham 모델을 적용해 MR 감쇠기의 동적거동특성을 예측 평가하였다. 이때 활용한 MR 감쇠기의 실험결과는 압착식 형태로 개발된 MR 감쇠기를 대상으로 동하중 실험을 수행하여 획득하였으며, 힘-변위 이력곡선으로부터 준능동 제어장치로의 타당성을 확인하였다. 또한, 각 동적모델의 예측성능을 평가하기 위하여 우선 실험결과를 이용해 각 동적모델 별 모델변수를 규명하였고, 이를 바탕으로 힘-속도 관계곡선 및 예측된 발생 감쇠력의 오차율을 산출하여 개발된 압착식 MR 감쇠기의 실험결과와 상호 비교 평가하였다. 최종적으로 본 연구에서 개발한 압착식 MR 감쇠기는 준능동 제어장치로 활용 가능함을 확인하였고, 평가된 두 가지 동적모델은 모두 우수한 예측성능을 보임으로써 본 연구에서 개발한 압착식 MR 감쇠기는 물론 MR유체를 이용한 다양한 형태의 감쇠장치의 거동특성을 수치적으로 예측하기 위하여 간단히 활용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Normally in order to build a semi-active control system equipped with MR damper, the dynamic modeling of the damper is required to numerically predict its dynamic damping force and also its behavioral characteristics. For the dynamic modeling of the MR damper, this paper attempts to predict and eval...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 적용하는 것이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 기존 MR 감쇠기의 문제점을 개선.보완할 수 있도록 한 압착식 MR 감쇠기를 개발하고, 또한 실무적인 관점에서 채택된 Power 모델과 Bingham 모델을 적용해 개발된 압착식 MR 감쇠기의 수치모사 성능을 힘-속도 관계곡선 및 오차율로부터 평가하였다.
  • 본 논문에서는 건설 구조물의 준능동 제어를 목적으로 기존 제안된 MR 감쇠장치의 성능 및 설치 용이성 등을 보완할 수 있도록 압착식 형태의 MR 감쇠기를 개발하고, 또한 이와 같은 MR 감쇠장치에 대한 실무적용성 측면에서의 효과적인 동적모델링을 위해 두 가지 동적모델을 적용하여 각 해석모델별 수치모사 성능을 평가한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 본 연구에서는 개발된 압착식 MR 감쇠기의 실험 결과를 토대로 이러한 준능동형 MR 감쇠장치에 간단히 적용 가능한 동적모델을 구성하기 위해 기존 Power 모델과 Bingham 모델을 적용하여 수치모사 경향 및 성능을 평가하였다. 여기서, 각 동적모델 별 수치 모사의 경향을 파악하기 위하여 본 연구에서는 상기 Table 2에서 보인 실험결과 중 상대적으로 발생 감쇠력이 인가전류에 직접적인 영향을 받고 있다고 판단되는 6가지 실험조건을 선택 .
  • 본 연구에서는 개발된 압착식 스마트 MR 감쇠기의 동적 거동을 해석적으로 모델링하기 위해 여러 종류의 동적 모델 중 실용적인 측면이 고려된 Power 모델 및 Bingham 모델을 채택하였고, 본 연구에서 개발한 MR 감쇠기의 실험결과를 토대로 해석모델의 성능을 평가였다. 첫 번째로, Power 모델은 힘-속도 관계로부터 점성 유체 감쇠기의 동적 거동을 표현하기 위해 간단히 적용되었다(Sodeyama, 2003, 2004).
  • 본 연구에서는 개발된 압착식 스마트 MR 감쇠기의 제어성능과 준능동 제어창치로서의 타당성을 확인하기 위하여 건양대학교 SIS Lab의 Photo 2와 같은 실험 테이블 및 계측시스템을 이용해 다양한 조건 하에서의동하중 실험을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 교량이나 빌딩 구조물과 같은 건설구조물의 효과적인 진동제어를 위해 준능동 형태의 MR 감쇠기를 개발하였다. 개발된 MR 감쇠기는 단일-자기관 시스템에서 다중자기관 시스템으로 확장 .
  • 특별히 본 연구에서는 이를 압착식 MR 감쇠기(Squeeze mode MR damper, SM MR Damper)로 명명 하였다. 우선 본 논문에서는 단일-자기관 시스템이 고려된 Prototype의 압착식 스마트 MR 감쇠기를 개발하고, 그 감쇠성능 및 동적 거동특성을 검증하고자 하였다. 추후 다중-자기관 시스템이 고려된 압착식 스마트 MR 감쇠기로 본 개념을 확장하여 최종적으로 실 구조물의 적용성에 대한 실험이 단계적으로 수행할 계획이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. 정형조, 이인원 “토목/건축 분야의 스마트제어 기술:MR 댐퍼-기반 스마트제어 기술을 중심으로” 전산구조공학회논문집 제 16권, 제3호, 2003, pp. 41-50 

  2. Carlson J.D. and Spencer Jr. B.F., “Magneto-Rheological Fluid Dampers for Semi-Active Seismic Control,” Proceeding of the 3rd International Conference on Motion and Vibration Control, Chiba Japan, Vol. 3, 1996, pp. 35-40 

  3. Datta T.K., “A State-of-Art Review on Active Control of Structures,” ISET Journal of Earthquake Technology, March, Paper No. 430, Vol. 40, No. 1, 2003, pp. 1-17 

  4. Dyke S J., Spencer Jr B F., Sain M.K. and Carlson J.D. "An Experimental Study of MR Dampers for Seismic Protection," Smart Materials and Structures: Special Issue on Large Civil Structures, 1998, pp. 693-703 

  5. Fujino Y., Soong T.T. and Spencer Jr. B.F.,"Structural Control: Basic Concepts and Applications," Proc. ASCE Structures Congress, 1996, pp. 1277-1287 

  6. Gavin H.P., Ortiz D.S. and Hanson R.D., "Testing and Modeling of a Prototype ER Damper for Seismic Structural Response Control," Proceedings of the International Workshop on Structural Control, USC Publication Number CE-9311, 1994, pp. 166-180 

  7. Gavin H.P., Hose Y.D. and R. D. Hanson R.D., "Design and Control of Electrorheological Dampers," Proceeding of the First World Conference on Structural Control, Pasadena, CA, August 3-5, Vol. 1, 1994, pp. WP3-83~WP3-92 

  8. Heo G.H., Lee G., Lee W.S. and Lee D.G., “Designing a Smart Damping System to Mitigate Structure Vibration: Part 2. Experimental Approval of Unified Lyapunov Control Algorithm,” Smart Structures and Material 12th SPIE Annual International Symposium, March, Vol. 5757, 2005, pp. 587-593 

  9. Heo G.H., Lee D.G., Lee G. and Lee W.S., “Smart Damping System for Structural Vibration Mitigation; Development of Unified Clipped Optimal Algorithm and Evaluation of Control Performance,” The 1th International Conference of Advanced Nondestructive Evaluation, 2005, pp. 30 

  10. Jansen L.M. and Dyke S.J., "Semiactive Control Strategies for MR Dampers: Comparative Study," Journal of Engineering Mechanics, 2000, pp.795-803 

  11. Sodeyama H., Sunakoda K., Fujitani H., Soda S., Iwata N. and Hata K., "Dynamic Tests and Simulation of Magneto-Rheological Dampers," Computer-Aided Civil and Intrastructure Engineering, Vol. 18, 2003, pp. 45-57 

  12. Sodeyama H., Suzuki K. and Sunakoda K., “Development of Large Capacity Semi-Active Seismic Damper Using Magneto-Rheologocal Fluid,” Transactions of the ASME Journal of Pressure Vessel Technology Vol. 126 February, 2004, pp. 105-109 

  13. Spencer, Jr. B.F., Dyke S.J. and Carlson J.D., “Phenomenologcal Model for Magnetorheological Dampers,” Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 123, No. 3, 1997, pp. 230-238 

  14. Yang G., "Large-Scale Magnetorheological Fluid Damper for Vibration Mitigation: Modeling," Testing and Control, Ph. D Dissertation, University of Notre Dame. 2001 

  15. Yang G., Spencer Jr. B.F., Carlson J.D. and M. K. Sain M.K., "Large-scale MR Fluid Dampers: Modeling and Dynamic Performance Considerations,"Engineering Structures, Vol. 24, Issue 3, 2002, pp. 309-323 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로