[공학]진동제어

소개글

진동제어에 관한 원론적인 내용과 적용

목차

1. 면진, 제진, 방진구조의 분류
2. 면진구조
3. 제진구조

본문내용

1. 면진, 제진, 방진구조의 분류
면진(免震)구조, 방진(防振)구조, 제진(制振)구조 등의 명칭은 구조물의 진동응답을 제어하는 구조형태를 총칭하는 용어로써 광범위하게 사용되고 있다. 구조물의 진동제어 방법에는 여러 형태의 제어 수법이 있으며, 각종 진동원의 성질과 진동제어 수법에 따라 다양한 용어들이 사용되고 있다. 여기서 진동이란 지진이나 바람 등에 의해 발생하는 구조물의 진동 뿐 아니라, 기계진동, 교통진동 등과 같이 구조물에 입력되는 여러 형태의 모든 진동을 말한다. 건물에 입력되는 진동원의 종류 및 이들 각 진동원에 대한 진동제어 수법 및 제어 목표는 표 1처럼 분류된다.

내진설계는 입력되는 지진동에 대하여 구조물이 미리 설정된 설계허용치 범위내에서 설계된다는 관점에서 볼 때, 면진구조와 함께 수동적 제진구조의 범주에 속한다고 볼 수 있다. 그러나 위의 표에서 구분한 용어들은 엄밀히 구분하여 사용되지 않고 있고, 각 분야의 기술자들에 따라 서로 혼용되고 있기 때문에 용어상으로 명백히 구분하여 사용하기는 곤란한 실정이다. 이처럼 면진, 제진, 방진구조란 입력되는 진동원의 특성에 따라 대처하는 진동제어 방법의 차이에서 나온 용어들이고, 넓은 의미로는 구조물에 입력되는 진동에 대한 구조물의 진동제어 수법인 제진(制振)구조의 한 분야로 볼 수 있다.
여러 종류의 진동원에 대한 진동제어 수법의 기본원리는 다음과 같다.
- 구조물의 고유진동수를 입력진동의 지배진동수와 다르게 하는 방법
- 구조물의 복원력특성을 비선형화하여 공진(resonance) 상태를 피하는 방법
- 점성 혹은 이력특성에 의한 구조물의 감쇠성을 증가시키는 방법
- 입력되는 진동에너지를 감소시키는 방법
- 구조물에 명확한 고유진동이 나타나지 않도록 진동계를 형성하는 방법
위의 원리에서 알 수 있듯이 입력되는 진동에 대하여 구조물을 비공진 상태로 두고, 진동계에 입력되는 진동에너지를 억제하며, 또한 진동계에 입력된 진동에너지를 조기에 흡수하여 응답을 감소시키는 것이 진동제어의 기본원칙이다.

참고 자료

내진 설계 이야기 (http://eqstory.skku.ac.kr/)
진동 및 내진설계 (사단법인 한국지반공학회 저, 도서출판 구미서관)
건축가를 위한 내진설계 교본(한상묵 도서출판 )
면진 및 제진 구조물의 경계 비선형 시간이력 해석 (Damper Isolator)