진동전달특성을 이용한 와이어로프의 인장에 따른 동특성 변화분석

Abstract

본 논문은 동일 물성을 띄지만 스트랜드 구조만 다른 철심 와이어로프와 헤라클레스 와이어로프에 대해 전달함수법을 이용하여 인장력이 증가함에 따른 물성치의 경향을 확인한 후 동적 특성을 비교연구한 결과이다. 일반적으로 와이어로프는 엘리베이터, 크레인, 현수교 등 인장력이 작용하는 시스템에 사용되어 전단하중에 대한 연구가 많았고, 인장력이 가해진 상태에서의 와이어로프 자체 동적 특성에 대한 연구는 미흡한 실정이었다. 본 연구를 통해 전달함수법을 이용하여 와이어로프의 내구성이나 진동 감쇠 특성을 예측하고, 시스템에 적용할 와이어로프를 적절하게 설계, 선정함에 중요한 척도가 될 수 있는 와이어로프 자체의 동적 특성을 파악하려는 것이다. 우선 전달함수법을 이용하여 인장력에 따른 와이어로프의 동적 특성을 도출한 사례가 없어 인장력에 따른 알루미늄 단일 보를 통해 적용된 모델식의 검증 및 실험의 정확성을 확인하였고, 이와 동일한 방법으로 실험하여 와이어로프의 굽힘강성 및 손실계수를 도출하여 비교하였다. 철심와이어로프와 헤라클레스 와이어로프에 대해 실험한 결과 둘 다 인장력이 증가할수록 굽힘강성은 상승하고 손실계수는 감소하는 동일한 경향을 보였지만 같은 물성을 갖고 있어도 구조적인 형태에 따라 와이어로프의 동적 특성이 차이가 있음이 나타났다. 철심와이어로프가 헤라클레스 와이어로프보다 더 높은 굽힘강성과 손실계수를 갖고 있었다. 이번 연구를 통해 전달함수법을 활용하여 다양한 와이어로프의 동적특성을 파악할 수 있는 기초연구 자료가 될 것으로 예상된다.