마찰진자 원리를 이용한 기계식 방진기의 진동 저감 특성 분석

Vibration Reduction Characteristics of a Mechanical Piping Support Device Based on Friction Pendulum Principle

이 논문에서는 배관시스템에 대한 수치해석 및 진동대 시험을 통하여 진동 저감 특성을 분석하고, 최근 개발된 마찰진자형 방진기의 성능을 검토하였다. 수치해석은 배관시스템에 대한 유한요소해석모델을 이용하여 방진기 설치 유·무에 따른 각 지진파에 대한 가속도 응답의 크기 및 주파수특성을 분석하였고, 방진기 효과 검토를 위해 직접 제작한 배관시스템에 대한 진동대 시험은 각 지진파에 대한 방진기 설치 전·후의 응답 특성 분석을 통하여 수행하였다. 입력된 지진파는 인공지진파, EL Centro 지진파 및 James RD 지진파이다. 검토 결과 개발된 마찰진자형 방진기는 20Hz이하 주파수대역에서 진동이 주로 저감되는 것으로 나타났으며, 해석에서는 최대 74.5%, 실험에서는 최대 88.4%의 진동 저감 효과가 나타났다.

In this study, using the vibration reduction characteristics of numerical analysis and the shaking table test on a piping system, the vibration reduction performance of the recently developed friction pendulum piping support device is analyzed and reviewed. A finite element analysis model for a piping system is constructed, and the effect of the friction pendulum piping support device on the magnitude and frequency characteristics of the acceleration response is reviewed. To further review the vibration reduction characteristics, the shaking table test of the piping system fabricated for identifying the effect of the piping support device is implemented and the magnitude and frequency characteristics of acceleration response are analyzed. The input earthquake inputs utilized in the test are artificial seismic, EL Centro and James RD inputs. The review result shows that the developed piping support device functions effectively in decreasing vibration of the piping system and can reduce the vibration of less than 20Hz range. The maximum amount of vibration reduction is 74.5% in the analysis and 88.4% in the test.