KR102410475B1 - Apparatus for damping vibration - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치는, 판 구조물의 표면에 부착되는 진동 감쇠 장치로서, 상기 구조물에 인접한 일단에서 타단까지 소정 길이만큼 연장되며, 상기 구조물의 표면과 나란한 축을 중심으로 연장될수록 곡률이 커지면서 나선형으로 휘어진 몸체; 상기 몸체의 일단과 상기 구조물의 표면을 연결하는 로드; 및 상기 몸체의 타단부에 부착된 감쇠 물질;을 포함한다.The vibration damping device according to an embodiment of the present invention is a vibration damping device attached to the surface of a plate structure, and extends from one end adjacent to the structure to the other end by a predetermined length, and extends around an axis parallel to the surface of the structure. Body curved in a spiral with increasing curvature; a rod connecting one end of the body and a surface of the structure; and a damping material attached to the other end of the body.

Description

진동 감쇠 장치 {APPARATUS FOR DAMPING VIBRATION}Vibration damping device {APPARATUS FOR DAMPING VIBRATION}

본 발명은 진동 감쇠 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조물 표면에 부착되어 진동을 저감하는 진동 감쇠 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration damping device, and more particularly, to a vibration damping device attached to the surface of a structure to reduce vibration.

진동 감쇠 기술은 가전제품, 자동차와 같은 각종 기계 시스템에서 발생하는 진동 및 진동 유발 소음 저감을 위해 중요한 기술이다. 진동 감쇠를 위해 점탄성 소재의 감쇠 물질을 구조물 표면에 부착하는 기법(제진재 처리 기법)이 흔히 사용되고 있다. 제진재 처리 기법은 비교적 저렴한 비용으로 고주파수 대역의 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있으나, 저주파수 대역에서의 진동 감쇠 성능이 취약하기 때문에 저주파수 대역의 진동을 큰 폭으로 저감하기 위해서는 많은 양의 제진재를 구조물 표면에 대면적으로 부착해야 하는 단점이 있다. 각종 기계/설비는 진동 감쇠 장치 설치 공간 및 시스템 전체 무게 제약으로 인해 기존의 기술로는 충분한 구조 진동 감쇠가 어렵기 때문에, 많은 산업 분야 (자동차, 가전, 중공업, 발전 및 전력 등)에서는 보다 가볍고 작은 설치 공간을 차지 하면서도 감쇠 성능이 우수한 진동 감쇠 장치에 대한 수요가 높다.Vibration damping technology is an important technology for reducing vibration and vibration-induced noise generated in various mechanical systems such as home appliances and automobiles. For vibration damping, a technique of attaching a damping material made of a viscoelastic material to the surface of a structure (vibration damping material treatment technique) is commonly used. The vibration damping material treatment technique can effectively attenuate vibration in the high frequency band at a relatively low cost. It has the disadvantage of having to attach it to a large area. Because it is difficult to sufficiently dampen structural vibrations with existing technologies due to restrictions on the installation space of vibration damping devices and the overall weight of the system, various machines/equipments are lighter and smaller in many industrial fields (automotive, home appliance, heavy industry, power generation and power, etc.) There is a high demand for a vibration damping device with excellent damping performance while occupying an installation space.

본 발명의 일 측면은 가볍고 작은 설치 공간을 차지 하면서도 감쇠 성능이 우수한 진동 감쇠 장치를 제공하고자 한다.An aspect of the present invention is to provide a vibration damping device having excellent damping performance while occupying a light and small installation space.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치는, 판 구조물의 표면에 부착되는 진동 감쇠 장치로서, 상기 구조물에 인접한 일단에서 타단까지 소정 길이만큼 연장되며, 상기 구조물의 표면과 나란한 축을 중심으로 연장될수록 곡률이 커지면서 나선형으로 휘어진 몸체; 상기 몸체의 일단과 상기 구조물의 표면을 연결하는 로드; 및 상기 몸체의 타단부에 형성된 감쇠 물질;을 포함한다.The vibration damping device according to an embodiment of the present invention is a vibration damping device attached to the surface of a plate structure, and extends from one end adjacent to the structure to the other end by a predetermined length, and extends around an axis parallel to the surface of the structure. Body curved in a spiral with increasing curvature; a rod connecting one end of the body and a surface of the structure; and a damping material formed on the other end of the body.

다각형 판 구조물의 꼭지점에 인접하게 부착될 수 있다.It may be attached adjacent to the vertex of the polygonal plate structure.

상기 몸체의 일단이 상기 구조물의 꼭지점을 향할 수 있다.One end of the body may face the vertex of the structure.

상기 몸체는 너비가 일정할 수 있다.The body may have a constant width.

상기 몸체는 상기 일단에서 상기 타단으로 연장될수록 두께가 감소할 수 있다.The thickness of the body may decrease as it extends from the one end to the other end.

상기 몸체는 상기 일단에서 상기 타단으로 연장될수록 멱함수의 관계로 두께가 감소할 수 있다.As the body extends from one end to the other end, the thickness may decrease in a power function relationship.

상기 진동 감쇠 장치는 복수 개로 이루어지고, 상기 복수 개의 진동 감쇠 장치는 상기 다각형의 꼭지점 각각에 인접하게 부착될 수 있다.The vibration damping device may be configured in plurality, and the plurality of vibration damping devices may be attached adjacent to each of the vertices of the polygon.

상기 복수 개의 진동 감쇠 장치 각각의 상기 몸체의 일단이 인접한 꼭지점을 향할 수 있다.One end of the body of each of the plurality of vibration damping devices may face an adjacent vertex.

상기 나선형은 아르키메데스 나선으로 이루어질 수 있다.The spiral may be an Archimedean spiral.

사각형 판 구조물의 표면에 부착될 수 있다.It can be attached to the surface of a rectangular plate structure.

상기 몸체는 판 형태를 가질 수 있다.The body may have a plate shape.

상기 로드는 상기 몸체와 너비가 동일할 수 있다.The rod may have the same width as the body.

상기 로드는 상기 몸체의 일단보다 두꺼울 수 있다.The rod may be thicker than one end of the body.

상기 로드는 상기 구조물과 나란한 형태를 갖고, 상기 몸체는 상기 로드의 일단에서 연장될 수 있다.The rod may have a form parallel to the structure, and the body may extend from one end of the rod.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무게가 가볍고 설치 공간을 적게 차지하면서도 우수한 진동 감쇠 성능을 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to exhibit excellent vibration damping performance while having a light weight and occupying a small installation space.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치가 구조물에 부착된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치가 구조물에 부착된 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 부착 방향에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 다양한 부착 위치를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 부착 위치에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치가 복수 개 부착된 다양한 경우를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 경우에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 개수에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view illustrating a state in which a vibration damping device according to an embodiment of the present invention is attached to a structure.
2 is a perspective view of a vibration damping device according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view of a vibration damping device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a position where the vibration damping device according to an embodiment of the present invention is attached to the structure.
5 is a view showing the vibration damping effect according to the attachment direction of the vibration damping device according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph for explaining the effect of the vibration damping device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing various attachment positions of the vibration damping device according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the vibration damping effect according to the attachment position shown in FIG. 7 .
9 is a view illustrating various cases in which a plurality of vibration damping devices are attached according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing the vibration damping effect according to the case of FIG. 9 .
11 is a graph showing a vibration damping effect according to the number of vibration damping devices according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described below. And the same reference numerals in the present specification and drawings indicate the same components.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member interposed therebetween. In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치가 구조물에 부착된 모습을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a state in which a vibration damping device according to an embodiment of the present invention is attached to a structure.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는 판 형태의 구조물(S)의 표면에 부착되어 구조물(S)의 진동을 감쇠하는 장치이다. 구조물(S)은 다각형 모양을 가진 판 형태일 수 있다. 예를 들어, 구조물(S)은 사각형 모양의 판 구조물일 수 있다.Referring to FIG. 1 , a vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention is attached to the surface of a plate-shaped structure S to attenuate vibration of the structure S. The structure S may be in the form of a plate having a polygonal shape. For example, the structure S may be a rectangular plate structure.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는 다각형 구조물의 꼭지점에 인접한 위치에 부착될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention may be attached to a position adjacent to a vertex of a polygonal structure.

구조물(S)에 비해 작고 가벼운 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)를 구조물(S)의 표면에 부착함으로써, 구조물(S)의 진동을 감쇠할 수 있다. 이는 구조물(S)이 가진될 경우, 구조물(S)의 표면 위 진동 에너지가 진동 감쇠 장치(100)로 전달되어 소산되기 때문이다. 이하, 진동 감쇠 장치(100)의 구성과 구조물(S) 표면에서의 부착 위치 및 부착 방향을 상세히 설명한다.By attaching the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention, which is smaller and lighter than the structure S, to the surface of the structure S, vibration of the structure S may be attenuated. This is because, when the structure S is excited, vibration energy on the surface of the structure S is transmitted to the vibration damping device 100 and dissipated. Hereinafter, the configuration of the vibration damping device 100 and the attachment position and attachment direction on the surface of the structure S will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 정면도이다.Figure 2 is a perspective view of a vibration damping device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a front view of the vibration damping device according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는 몸체(110), 로드(150), 및 감쇠 물질(120)을 포함한다.2 and 3 , the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention includes a body 110 , a rod 150 , and a damping material 120 .

몸체(110)는 구조물(S)에 인접한 일단(111)에서 타단(112)까지 소정 길이만큼 연장된 형태를 가진다. 이 때, 몸체(110)는 일정한 너비를 갖는 판 형태를 가질 수 있다. The body 110 has a shape extending from one end 111 adjacent to the structure S to the other end 112 by a predetermined length. In this case, the body 110 may have a plate shape having a constant width.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체(110)는 일단(111)에서 타단(112)까지 연장될수록 두께가 감소하는 형태를 가질 수 있다. 이 때, 멱함수의 관계로 두께가 감소할 수 있다. 예를 들어, 일단(111)에서 타단(112)까지 연장될수록 하기의 수식에 따라 두께가 감소할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the body 110 may have a shape in which the thickness decreases as it extends from one end 111 to the other end 112 . In this case, the thickness may decrease due to the power function relationship. For example, as it extends from one end 111 to the other end 112, the thickness may decrease according to the following equation.

h(x) = h0 + εxm (m≥2)h(x) = h 0 + εx m (m≥2)

상기 수식에서, h(x)는 몸체의 두께, m은 양의 실수, ε는 양의 실수, x는 상기 몸체의 타단에서부터의 거리, h0는 몸체의 타단에서의 두께를 나타낸다.In the above formula, h(x) is the thickness of the body, m is a positive real number, ε is a positive real number, x is the distance from the other end of the body, and h 0 is the thickness at the other end of the body.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는 작은 무게를 가질 수 있다.Accordingly, the vibration damping apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may have a small weight.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체(110)는 일단(111)에서 타단(112)까지 연장될수록 곡률이 커지면서 구조물(S)의 표면과 나란한 축을 중심으로 나선형으로 휘어진 형태를 가질 수 있다. 즉, 축에 수직한 평면으로 절단한 몸체(110)의 단면은 나선 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는 작은 부피를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the body 110 may have a helically curved shape about an axis parallel to the surface of the structure S as the curvature increases as it extends from one end 111 to the other end 112 . That is, the cross section of the body 110 cut in a plane perpendicular to the axis may have a spiral shape. Accordingly, the vibration damping apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may have a small volume.

예를 들어, 몸체(110)의 단면은 아르키메데스 나선(Archimedean spiral)으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 일정한 공간에서 몸체(110)의 길이를 최대한으로 연장할 수 있으므로, 공간 효율성을 극대화시킬 수 있다. 여기서, 아르키메데스 나선이란, 중심으로부터 반경 방향의 거리가 회전각에 비례하여 커지는 나선으로, 중심에서 반경 방향으로 직선을 그릴 때, 직선과 나선과의 교차점 간의 거리가 일정한 나선을 의미한다. 이에 대해서는 널리 알려진 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.For example, the cross-section of the body 110 may be formed of an Archimedean spiral. Accordingly, since the length of the body 110 can be extended to the maximum in a certain space, space efficiency can be maximized. Here, the Archimedean spiral is a spiral in which the radial distance from the center increases in proportion to the rotation angle, and when a straight line is drawn in the radial direction from the center, the distance between the intersection point of the straight line and the spiral is constant. Since this is widely known content, a detailed description thereof will be omitted.

전술한 몸체(110)는 로드(150)를 통해 구조물(S)의 표면에 부착된다. 즉, 로드(150)는 몸체(110)의 일단(111)과 구조물(S)의 표면을 연결하는 부분이다. 예를 들어, 로드(150)의 바닥 부분이 구조물(S)이 표면에 부착될 수 있다.The aforementioned body 110 is attached to the surface of the structure S through the rod 150 . That is, the rod 150 is a part that connects one end 111 of the body 110 and the surface of the structure S. For example, the bottom portion of the rod 150 may be attached to the surface of the structure (S).

로드(150)는 구조물(S)과 나란한 판 형태를 가질 수 있다. 이 때, 전술한 몸체(110)는 로드(150)의 일단에서 연장될 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 로드(150)는 몸체(110)의 너비와 동일한 너비를 가질 수 있으며, 몸체(110)의 일단보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.The rod 150 may have a plate shape parallel to the structure S. At this time, the aforementioned body 110 may extend from one end of the rod 150 . 2 and 3 , the rod 150 may have the same width as that of the body 110 , and may have a thickness greater than that of one end of the body 110 .

전술한 몸체(110)의 끝단, 다시 말해 몸체(110)가 로드(150)와 연결된 일단(111)의 반대 방향인 타단(112) 부위에는 감쇠 물질(120)이 형성될 수 있다.The damping material 120 may be formed at the end of the aforementioned body 110 , that is, the other end 112 in the opposite direction to the one end 111 where the body 110 is connected to the rod 150 .

감쇠 물질(120)는 로드(150)를 통해 몸체(110)의 끝부분으로 전달된 구조물(S)의 진동 에너지를 소산시키는 부분이다.The damping material 120 is a part that dissipates the vibration energy of the structure S transmitted to the end of the body 110 through the rod 150 .

감쇠 물질(120)은 진동을 소산시킬 수 있도록 점탄성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 수지, 에폭시, 고무 등의 다양한 재질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The damping material 120 may be made of a material having viscoelasticity to dissipate vibration, for example, may be made of various materials such as resin, epoxy, rubber, but is not limited thereto.

감쇠 물질(120)은 몸체(110)의 타단부의 일면, 예를 들어, 상면 또는 하면에 구비될 수 있고, 부착, 접착, 코팅 등 다양한 방식을 통해 형성될 수 있다.The damping material 120 may be provided on one surface of the other end of the body 110 , for example, the upper surface or the lower surface, and may be formed through various methods such as attachment, adhesion, and coating.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)가 구조물(S)의 표면에 부착되는 위치와 방향을 설명한다.Hereinafter, the position and direction in which the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention is attached to the surface of the structure S will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치가 구조물에 부착된 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 부착 방향에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.Figure 4 is a view for explaining a position where the vibration damping device according to an embodiment of the present invention is attached to the structure, Figure 5 is a vibration damping effect according to the attachment direction of the vibration damping device according to an embodiment of the present invention 6 is a graph for explaining the effect of the vibration damping device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 사각형 판 형태의 구조물 표면의 제 1 지점(P1)에 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)를 부착하고, 진동 감쇠 장치(100)와 대각 방향의 지점(PF)을 가진하였다. 구조물의 한 모서리와 나란하고 제 1 지점(P1)을 통과하는 가상의 선을 R1이라 하고, 구조물의 다른 모서리와 나란하고 가진 지점(PF)을 통과하는 가상의 선을 L1이라 하였다. 이 때, R1과 나란하면서 가진 지점(PF)을 통과하는 가상의 선을 R2라 하고, L1과 나란하면서 제 1 지점(P1)을 통과하는 가상의 선을 L2라 하였다. 이 때, R1과 L1이 만나는 교점을 제 2 지점(P2)이라 하고, R2와 L2가 만나는 교점을 제 3 지점(P3)이라 하였다. Referring to FIG. 4 , the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention is attached to the first point P1 of the surface of the structure in the form of a rectangular plate, and a point diagonal to the vibration damping device 100 ( 100 ) PF). An imaginary line parallel to one corner of the structure and passing through the first point P1 was referred to as R1, and an imaginary line parallel to the other corner of the structure and passing through the excitation point PF was referred to as L1. In this case, an imaginary line parallel to R1 and passing through the excitation point PF was referred to as R2, and an imaginary line parallel to L1 and passing through the first point P1 was referred to as L2. In this case, the intersection point where R1 and L1 meet was called a second point P2, and the intersection point where R2 and L2 meet was called a third point P3.

여기서, L2를 기준으로 진동 감쇠 장치(100)가 향하는 방향, 보다 상세히는 몸체(110, 도 2 및 도 3 참조)의 일단, 다시 말해 몸체(110)가 로드(150)를 향하는 방향을 진동 감쇠 장치(100)의 부착 각도(θ)라 하면, 부착 각도(θ)에 따라 진동 감쇠 성능이 달라질 수 있다.Here, the direction in which the vibration damping device 100 is directed relative to L2, in more detail, one end of the body 110 (refer to FIGS. 2 and 3), that is, the direction in which the body 110 faces the rod 150, is vibration damped. Referring to the attachment angle θ of the device 100 , vibration damping performance may vary according to the attachment angle θ.

도 5는 부착 각도(θ)를 0°~ 315°까지 45°간격으로 변화시켜가면서 피크 감소량을 조사한 후 각 공진 주파수에서 감소량이 큰 세 개의 경우를 순차적으로 정리하였다. 도 5는 도 4에서, M=0.7m, N=0.6m, m=0.175m, n=0.15m 인 경우로 실험하였다.5 shows three cases in which the amount of decrease at each resonant frequency is large after investigating the amount of peak decrease while changing the attachment angle θ from 0° to 315° at intervals of 45°. 5 is an experiment in FIG. 4 , M=0.7m, N=0.6m, m=0.175m, and n=0.15m.

도 5를 참조하면, 진동 감쇠 장치(100)가 구조물의 꼭지점을 향하는 방향, 즉 부착 각도(θ)가 315°일 때 모든 공진 주파수에서 진동 감쇠 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5 , it can be seen that the vibration damping performance is excellent at all resonant frequencies when the vibration damping device 100 is directed toward the vertex of the structure, that is, the attachment angle θ is 315°.

도 6은 부착 각도(θ)가 315°일 때, 가진한 힘 대비 구조물 표면의 면평균(surface-averaged) 속도인 면평균 모빌리티(surface-averaged mobility)를 나타내었는데, 면평균 모빌리티는 진동 에너지와 정비례하는 관계에 있다.6 shows the surface-averaged mobility, which is the surface-averaged velocity of the surface of the structure compared to the excitation force, when the attachment angle θ is 315°. are in a direct proportional relationship.

도 6에서 구조물 표면에 아무런 설치가 조치를 하지 않은 경우(A), 구조물 표면에 제진재를 처리한 경우(B), 및 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)를 사각형 구조물 표면에 부착 각도(θ)가 315°로 부착한 경우(C)의 진동 감쇠 성능을 나타내었다. 제진재 처리 대비 무게가 87% 적은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는 면평균 모빌리티는 14~21 dB 저감되었음을 확인할 수 있다.In FIG. 6 , when no installation is performed on the surface of the structure (A), when the vibration damping material is treated on the surface of the structure (B), and the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention is applied to the surface of a rectangular structure The vibration damping performance of (C) was shown when the attachment angle (θ) was attached to 315°. It can be seen that in the vibration damping apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, which has a weight of 87% less than that of the vibration damping material treatment, the plane average mobility is reduced by 14 to 21 dB.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 다양한 부착 위치를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 도시한 부착 위치에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 도면이다.7 is a view showing various attachment positions of the vibration damping device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view showing the vibration damping effect according to the attachment position shown in FIG. 7 .

도 7에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)를 제 2 지점(P2, 도 4 참조)에 부착 각도(θ)가 45°로 부착한 경우(a)와, 제 3 지점(P3, 도 4 참조)에 부착 각도(θ)가 225°로 부착한 경우(b)를 도시하였다.In FIG. 7 , when the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention is attached to the second point (P2, see FIG. 4 ) at an attachment angle θ of 45° (a) and the third point (P3, see FIG. 4) is shown (b) when the attachment angle (θ) is attached at 225°.

도 8에서 (a)의 경우를 좌측, (b)의 경우를 우측에 나타내었다. 도 8을 참조하면, 진동 감쇠 장치(100) 부착 위치와 인접한 꼭지점을 향하는 방향으로 위치해 있을 때, 모든 공진 주파수에서 전반적인 피크 감소량이 큼을 확인할 수 있다.In FIG. 8, the case of (a) is shown on the left, and the case of (b) is shown on the right. Referring to FIG. 8 , when the vibration damping device 100 is positioned in a direction toward a vertex adjacent to the attachment position, it can be seen that the overall peak reduction amount at all resonant frequencies is large.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치가 복수 개 부착된 다양한 경우를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 경우에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치의 개수에 따른 진동 감쇠 효과를 나타낸 그래프이다.9 is a view showing various cases in which a plurality of vibration damping devices are attached according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a view showing the vibration damping effect according to the case of FIG. 9, and FIG. It is a graph showing the vibration damping effect according to the number of vibration damping devices according to an embodiment.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는 복수 개로 이루어질 수 있다. 이 때, 복수 개의 진동 감쇠 장치(100)는 구조물의 꼭지점 각각에 인접하게 부착될 수 있다. 또한, 복수 개의 진동 감쇠 장치(100) 각각의 몸체(110)의 일단이 인접한 꼭지점을 향할 수 있다.Referring to FIG. 9 , a plurality of vibration damping devices 100 according to an embodiment of the present invention may be provided. At this time, the plurality of vibration damping devices 100 may be attached adjacent to each of the vertices of the structure. In addition, one end of the body 110 of each of the plurality of vibration damping devices 100 may face an adjacent vertex.

도 9에서 (a)는 두 개의 진동 감쇠 장치(100)의 부착 각도(θ)가 각각 315°, 45°이고, (b)는 두 개의 진동 감쇠 장치(100)의 부착 각도(θ)가 각각 315°, 225°이고, (c)는 두 개의 진동 감쇠 장치(100)의 부착 각도(θ)가 각각 45°, 225°이고, (d)는 세 개의 진동 감쇠 장치(100)의 부착 각도(θ)가 각각 315°, 45°, 225°인 경우를 도시하였다.In FIG. 9 (a), the attachment angles θ of the two vibration damping devices 100 are 315° and 45°, respectively, and (b) is the attachment angle θ of the two vibration damping devices 100, respectively. 315 ° and 225 °, (c) is the attachment angle (θ) of the two vibration damping devices 100 are 45 ° and 225 °, respectively, (d) is the attachment angle of the three vibration damping devices 100 ( θ) is 315°, 45°, and 225°, respectively.

도 10에서 A는 구조물에 제진재를 처리한 경우이고, B는 제 1 지점(P1, 도 4 참조)에 부착 각도(θ)가 315°인 경우이고, C-1는 도 9의 (a), C-2는 도 9의 (b), C-3는 도 9의 (c), D는 도 9의 (d)인 경우를 도시하였다. 즉, 모든 경우에 진동 감쇠 장치(100)는 구조물의 꼭지점을 향하도록 부착하였다.In FIG. 10, A is a case in which the vibration damping material is treated on the structure, B is a case in which the attachment angle θ at the first point (P1, see FIG. 4) is 315°, and C-1 is FIG. 9(a) , C-2 is the case of FIG. 9 (b), C-3 is the case of FIG. 9 (c), and D is the case of FIG. 9 (d). That is, in all cases, the vibration damping device 100 was attached to face the vertex of the structure.

도 10을 참조하면, 진동 감쇠 장치(100)를 2개 부착할 경우, 1개 부착 경우 대비 무게는 2배 증가하지만 피크 감소량은 약 5dB 가량씩 증가하여 구조물의 진동 에너지를 99%이상 저감할 수 있다. 3개 부착의 경우에는 2개 부착 대비 3~4 dB 이상 추가적으로 피크 값을 감소시킬 수 있고, 구조물의 진동 에너지를 99.5~99.9% 가량 열로 소산 시킨다.Referring to FIG. 10 , when two vibration damping devices 100 are attached, the weight is doubled compared to when one is attached, but the peak reduction is increased by about 5 dB to reduce the vibration energy of the structure by more than 99%. have. In the case of three attachments, it is possible to further reduce the peak value by more than 3-4 dB compared to two attachments, and it dissipates 99.5 to 99.9% of the vibration energy of the structure as heat.

도 11에서는 구조물에 아무것도 부착하지 않은 경우(A), 진동 감쇠 장치(100)를 1개 부착한 경우(B), 진동 감쇠 장치(100)를 2개 부착한 경우(C), 진동 감쇠 장치(100)를 3개 부착한 경우(D)의 면평균 모빌리티를 나타내었다. 모든 경우에 진동 감쇠 장치(100)는 구조물의 꼭지점을 향하도록 부착하였다. 도 11을 참조하면, 진동 감쇠 장치(100)의 부착 개수가 증가할수록 면평균 모빌리티 피크값이 감소함을(진동에너지 저감 성능이 증가함을) 확인할 수 있다.In FIG. 11, when nothing is attached to the structure (A), when one vibration damping device 100 is attached (B), when two vibration damping devices 100 are attached (C), the vibration damping device ( 100) was shown in the case of attaching three (D) plane average mobility. In all cases, the vibration damping device 100 was attached to face the vertex of the structure. Referring to FIG. 11 , it can be seen that as the number of attachments of the vibration damping device 100 increases, the surface average mobility peak value decreases (vibration energy reduction performance increases).

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(100)는, 무게가 가볍고 설치 공간을 적게 차지하면서도 우수한 진동 감쇠 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 진동 감쇠 장치(100)가 구조물의 꼭지점을 향하여 부착되어야 가장 우수한 진동 감쇠 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 진동 감쇠 장치(100)의 부착 개수가 많을수록 진동 감쇠 성능 향상에 도움이 되기 때문에, 복수의 진동 감쇠 장치(100)를 각각 구조물의 인접한 꼭지점을 향하여 부착함으로써, 진동 감쇠 성능을 더 향상시킬 수 있다.As described above, the vibration damping device 100 according to an embodiment of the present invention may exhibit excellent vibration damping performance while having a light weight and occupying a small installation space. In addition, the vibration damping device 100 can exhibit the best vibration damping performance when it is attached toward the vertex of the structure. In addition, since it is helpful to improve the vibration damping performance as the number of attachments of the vibration damping device 100 increases, by attaching a plurality of vibration damping devices 100 toward the adjacent vertices of the structure, respectively, the vibration damping performance can be further improved. have.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

100 진동 감쇠 장치
110 몸체
120 감쇠 물질
150 로드
S 구조물100 vibration damping device
110 body
120 damping material
150 rods
S structure

Claims (14)

다각형 판 구조물의 표면에 부착되는 진동 감쇠 장치로서,
길게 연장된 형태를 가지되 일단에서 타단까지 계속적으로 두께가 감소하면서 연장되며, 상기 구조물의 표면과 나란한 축을 중심으로 연장될수록 곡률이 커지면서 나선형으로 휘어진 몸체;
상기 몸체에서 두께가 가장 큰 상기 몸체의 일단과 상기 구조물의 표면을 직접적으로 연결하는 로드; 및
상기 몸체의 타단부에 형성된 감쇠 물질;
을 포함하고,
상기 로드는
상기 구조물과 나란한 판 형태를 가지며, 상기 몸체의 일단과 연속적으로 연결되어 상기 몸체의 연장 방향으로 연장된 형태를 가지고, 바닥면이 상기 구조물의 표면에 부착되며,
상기 몸체의 일단이 상기 구조물의 꼭지점을 향하도록 배치되는, 진동 감쇠 장치.A vibration damping device attached to the surface of a polygonal plate structure, comprising:
a body having an elongated shape and continuously decreasing in thickness from one end to the other end, and spirally curved as it extends around an axis parallel to the surface of the structure;
a rod directly connecting one end of the body having the largest thickness in the body and the surface of the structure; and
a damping material formed on the other end of the body;
including,
the load is
It has a plate shape parallel to the structure, is continuously connected to one end of the body and extends in the extension direction of the body, and has a bottom surface attached to the surface of the structure,
One end of the body is disposed to face the vertex of the structure, vibration damping device. 제 1 항에 있어서,
상기 판 구조물의 꼭지점에 인접하게 부착되는, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
A vibration damping device attached adjacent to the vertex of the plate structure. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 몸체는 너비가 일정한, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
The body has a constant width, a vibration damping device. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 몸체는 상기 일단에서 상기 타단으로 연장될수록 멱함수의 관계로 두께가 감소하는, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
The thickness of the body decreases in a power function relationship as it extends from one end to the other end, the vibration damping device. 제 2 항에 있어서,
상기 진동 감쇠 장치는 복수 개로 이루어지고,
상기 복수 개의 진동 감쇠 장치는 상기 다각형의 꼭지점 각각에 인접하게 부착되는, 진동 감쇠 장치.3. The method of claim 2,
The vibration damping device consists of a plurality,
The plurality of vibration damping devices are attached adjacent to each of the vertices of the polygon. 제 7 항에 있어서,
상기 복수 개의 진동 감쇠 장치 각각의 상기 몸체의 일단이 인접한 꼭지점을 향하는, 진동 감쇠 장치.8. The method of claim 7,
One end of the body of each of the plurality of vibration damping devices is directed toward an adjacent vertex. 제 1 항에 있어서,
상기 나선형은 아르키메데스 나선으로 이루어지는, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
wherein the spiral consists of an Archimedean spiral. 제 1 항에 있어서,
사각형 판 구조물의 표면에 부착되는, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
A vibration damping device attached to the surface of a rectangular plate structure. 제 1 항에 있어서,
상기 몸체는 판 형태를 갖는, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
The body has a plate shape, vibration damping device. 제 1 항에 있어서,
상기 로드는 상기 몸체와 너비가 동일한, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
The rod is the same width as the body, vibration damping device. 제 1 항에 있어서,
상기 로드는 상기 몸체의 일단보다 두꺼운, 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
The rod is thicker than one end of the body, vibration damping device. 제 13 항에 있어서,
상기 몸체는 상기 로드의 일단에서 연장되는, 진동 감쇠 장치.14. The method of claim 13,
The body extends from one end of the rod, vibration damping device.
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