• Title, Summary, Keyword: 점성 마찰

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Equivalent Damping Ratio of a SDOF Structure Combined with Coulomb and Viscous Damping (점성 및 마찰감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비)

  • Seong, Ji-Young-Suck;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.449-453
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    • 2010
  • 본 논문에서는 점성 및 감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비를 효율적으로 구하는 방법을 제시하였다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 마찰감쇠기가 설치된 단자유도 건물은 마찰감쇠기외에 점성감쇠가 동시에 존재하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 등가감쇠비를 산정하기 위해서 첫째, 점성과 마찰감쇠가 있는 단자유도계 건물의 자유진동 정해를 통하여 변위응답과 가속도 응답특성을 분석하였다. 둘째, 자유진동의 경우 응답이 멈출 때까지 소산에너지식을 이용하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 셋째, 조화가진 일 때는 수치해석을 통하여 마찰력비 $F_r$에 따른 응답 특성을 알아보았다. 넷째, 조화가진의 경우 에너지 균형식을 바탕으로 등가점성감쇠비를 유도하였다. 등가점성감쇠비는 변위응답비의 영향을 받으므로 응답을 알아야만 구할 수 있다. 건물 응답의 진동수 특성은 협소영역(narrow band)이므로 고유진동수에 의해 지배된다고 가정하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 마지막으로, 유도한 자유진동과 조화가진의 등 가점성감쇠비를 이용한 등가선형운동방정식의 해를 비선형 수치해석 한 결과와 비교하여 검증하였다.

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Identification of Viscous and Friction Damping Using Free Vibration Response to SDOF System (단자유도계의 자유진동응답을 이용한 점성 및 마찰감쇠의 식별)

  • Lee, Sung-Kyung;Lee, Woong-Gu
    • The Journal of the Convergence on Culture Technology
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    • v.5 no.3
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    • pp.305-310
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    • 2019
  • This paper proposes the method of exactly identifying both viscous and friction damping from free vibration response to SDOF structure. Both displacement and acceleration free vibration responses to SDOF system, in which both viscous and friction damping are considered as its damping mechanism, are discussed to verify the proposed method. The relationship for identifying both viscous and friction damping is derived from two consecutive amplitudes of displacement or acceleration peak response. The proposed method is verified through the numerical simulation for an assumed SDOF system consisting of mass, both viscous and friction damping and spring components.

Equivalent Viscous Damping Ratio of a Friction Damper Installed in a SDOF Building (단자유도 건물에 설치된 마찰감쇠기의 등가점성감쇠비)

  • Seong, Ji-Young;Min, Kyung-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.2
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    • pp.199-208
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    • 2010
  • A friction damper installed at a building shows nonlinear behavior since its stick and slip states are occurred repeatedly depending on the amplitude of external loadings to dissipate input energy. Friction damping is existed for the building with a friction damper. In additionally viscous one is inherently included. Therefore, the building installed in such combined damping is quite involved to find the analytical solution. In this study, first, displacement and acceleration characteristics are identified based on the exact solution for a single-degree-freedom building with a friction damper having both friction and viscous damping. Second, in free vibration, the equivalent viscous damping ratio is obtained by the energy dissipation. Third, numerical analysis is carried out to find response configuration with various friction force ratios. Fourth, corresponding equivalent viscous damping ratio is derived with the finding that the response reaches into steady-state for both friction and viscous damped structure. It is deduced using balance of input external energy and output dissipation energy for steady-state response. Finally, the equivalent viscous damping ratios of free or harmonic vibration are verified through nonlinear analysis.

A Study Viscous Drag Reduction of Three Dimensional Double Model (3차원 2중 모형의 점성 항력 감소화 연구)

  • 김시영
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.30 no.3
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    • pp.209-219
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    • 1994
  • The practical application of riblet to three dimensional double model, for viscous drag reduction, was studied analytically by intergal solution to three dimensional turbulent boundary layers. The case of a V-groove riblet technique on the shear stress and boundary layer velocities were incooperated in the computation of the flow over a smooth slender ship hull. As the results the possible mechanism of turbulent drag reduction by riblets are then suggested based on detailed studies of near-wall turbulence characteristics. And a turbulent boundary layer calculation scheme based on a momentum integral method was modified for the computer program. An example of the calculation results is presented.

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Equivalent damping ratio of a friction damper installed in a structure under collapse load (붕괴하중을 받는 건물에 설치된 마찰감쇠기의 등가감쇠비)

  • Seong, Ji-Young;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.602-605
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    • 2011
  • 본 논문에서는 마찰감쇠기가 설치된 건물이 붕괴하중을 받을 때의 에너지소산능력을 고려하여 등가감쇠비를 유도하였다. 마찰감쇠기는 주로 지진과 같은 수평하중에 대한 에너지를 소산하기위해 설치된다. 마찰감쇠기를 대각 가새형으로 설치하면 수평하중에 대한 저항력뿐 만아니라 수직하중에 대한 저항성능도 발휘된다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 건물은 고유의 점성감쇠를 가지므로 마찰감쇠기가 설치된 건물은 마찰과 점성감쇠를 동시에 고려해야하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 에너지 평형을 이용하여 등가감쇠비를 구하고 운동방정식을 등가선형화하면 쉽게 저항 성능을 파악할 수 있다. 우선 건물에 영향을 미치는 것은 감쇠이므로 감쇠의 영향력을 마찰력비, ${\gamma}_c$로 나타내었다. 둘째, 정해를 마찰력비로 표현하여 유도하고 응답특성을 파악하였다. 셋째, 에너지 균형식을 통해 등가감쇠비를 산정하였다. 마지막으로 등가감쇠비를 검증하기 위하여 등가감쇠비를 이용하여 등가선형화한 응답과 실제 마찰감쇠기를 설치하여 비선형 수치해석한 결과와 비교, 검증하였다.

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Simulation Study for Engine Friction Reduction through the Enhancement of Temperature Distribution along Cylinder Liner in a Heavy Duty Diesel Engine (대형 상용 디젤 엔진의 실린더 라이너 온도 분포 개선을 통한 엔진 마찰 저감 - 해석적 연구)

  • Park, S.Y.
    • Journal of the Korea Society For Power System Engineering
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    • v.16 no.6
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    • pp.11-18
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    • 2012
  • 대형 상용 엔진에서 발생하는 유효 도시 마력의 약 4~15%는 마찰 손실을 통해서 사라지며 마찰 손실 중 약 40~55%는 엔진 실린더와 피스톤 사이의 마찰에 의하여 발생하여, 엔진 전체에서 발생하는 마찰 손실 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 이 연구에서는 엔진 실린더 라이너의 온도 분포 개선을 통해 라이너를 따라 유막을 형성하고 있는 윤활유의 적정 점성을 유지시키는 방법을 제시하고자 한다. 피스톤-라이너에서 발생하는 마찰 특성은 피스톤의 행정 위치에 따라서 접촉 마찰과 유막에 의한 마찰로 구분되며 이에 따라 요구되는 윤활유의 점성 특성 또한 달라진다. 먼저 해석 모델을 통하여 실린더 라이너 내부 온도 분포 특성을 확인한 후 피스톤 마찰 특성을 고려한 적정 온도 분포를 고찰하며 실린더 라이너에 열저항 코팅을 통해서 이를 구현하였다. 또한 실린더-피스톤 간의 마찰/윤활 해석을 통하여 열저항 코팅의 마찰 개선효과를 확인하였다.

Friction Torque Analysis of a Hydraulic Motor-Load System using Proportional Control Valve (비례제어밸브를 이용한 유압모터 부하계의 마찰토크 해석)

  • Yu, Hwan-Shin;Park, Hyung-Bae
    • The Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.14 no.5
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    • pp.760-766
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    • 2010
  • In this paper, The static friction torque and viscous friction torque including hydraulic motor-load system driven by hydraulic proportional control valve analysis. The basic experimental was performed toward characteristic in pressure and flow rate in hydraulic system energy. The variable of friction torque was experiment on brake pressure variable using pneumatic brake system. The analysis of nonlinear friction and linear friction was perform ed toward friction characteristic of hydraulic system.

Response Reduction of a SDOF Structure based on Friction Force Ratio of MR Controller (MR제어기의 마찰력비에 따른 단자유도 구조물의 응답감소)

  • Seong, Ji-Young;Min, Kyung-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.4
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    • pp.435-443
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    • 2010
  • This study presents key parameters for the structure installed with MR controller in reducing its responses. MR controller is regarded as Bingham model of which control forces are frictional and viscous ones. The parameters are identified as friction force ratios, $R_f$ and $R_h$ which are, respectively, ratio of MR controller friction force to static restoring force for free vibration and ratio of the friction force to amplitude of harmonic force. Structure-MR controller system shows nonlinear response behavior due to friction force. Energy balance strategy is adopted to transform the behavior to linear one with equivalent damping ratio. Finally, proposed equivalent linear process is compared to the nonlinear one, which turns out to give acceptably good results.

Formulation of Friction Forces in LM Ball Guides (LM 볼가이드의 마찰력 정식화)

  • Oh, Kwang-Je;Khim, Gyungho;Park, Chun-Hong;Chung, Sung-Chong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.2
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    • pp.199-206
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    • 2016
  • Linear motion (LM) ball guides with rolling contact are core units of feed-drive systems. They are widely applied for precision machinery such as machine tools, semiconductor fabrication machines and robots. However, the friction force induced from LM ball guides generates heat, which deteriorates positioning accuracy and incurs changes of stiffness and preload. To accurately analyze the effects and apply the results to precision machine design, mathematical modeling of the friction force is required. In this paper, accurate formulation of the friction force due to rolling, viscous, and slip frictions is conducted for LM ball guides. To verify the reliability of the developed friction model, experiments are performed under various assembly, load and velocity conditions. Effects of frictional components are analyzed through the formulated friction model.

Performance Based Design of Friction Dampers for Seismically Excited Structures (지진하중을 받는 구조물의 성능에 기초한 마찰감쇠기 설계)

  • 민경원;김형섭
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.6
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    • pp.17-24
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    • 2003
  • The main objective of this paper is to evaluate the control performance of a coulomb friction damper(CFD) for controlling the inelastic behavior of seismically excited structures, The seismic performances of various buildings are evaluated using capacity spectrum method(CSM), and the additional dampings are calculated If the evaluated performance levels of the buildings are below the target level. Maximum friction force of the CFD to achieve additional damping is provided using the concept of equivalent viscous damping, Numerical simulations for single degree of freedom(SDOF) systems with various structural periods and post yield stiffness ratios demonstrate the effectiveness of the proposed procedure.