수동 에너지 소산 시스템 및 장치는 지진으로 인한 구조물 손상의 위험을 완화하는 데 도움이 된다. 금속 슬릿 댐퍼(Metallic slit dampers, MSDs)는 지진 에너지 유입을 감소시키는 데 있어 가장 효율적이면서도 비용 효율적인 해결책 중 하나이다. 연구가 진전되고 새로운 재료와 설계가 도입됨에 따라, 진동을 관리하고 구조물의 피로를 제한하는 데 있어 MSDs의 잠재적 중요성은 계속 증가하고 있다. 본 연구는 수치 시뮬레이션과 실험 결과의 평가를 결합하여 단일 플레이트 MSDs(Single-plate MSDs, SPMSDs)의 내진 성능을 평가하였다. ABAQUS 소프트웨어를 사용하여 엔드플레이트, 볼트 및 SPMSDs로 구성된 조립체를 구성하였다. ASCE/SEI 표준에 기반한 반복(사이클) 하중을 통해 실제 환경의 지진 시나리오를 시뮬레이션하였고, 변형률 게이지 및 LVDT와 같은 변위 측정 장치를 사용하여 SPMSDs의 거동을 기록하였다. 실험 결과는 SPMSDs의 적합성을 평가하고, 최소 및 최대 가해 힘으로 인해 최소 및 최대 변위가 발생하는 과정에서의 거동을 논의하는 데 활용하였다. 댐퍼의 에너지 소산 능력은 히스테리시스 루프의 면적, 등가 점성 감쇠, 감쇠비를 분석하고 비교함으로써 제시하였다. 실제 파손 양상을 확인하고 이를 제시하여 댐퍼의 한계와 잠재적 취약성을 설명하였다. 실험 데이터와 수치 시뮬레이션에서 기록된 최저 및 최대 힘 사이의 상대오차는 각각 SPMSD 1의 경우 4.4%에서 5.7% 범위, SPMSD 2의 경우 1.6%에서 2.1% 범위에 이른다. 이러한 편차 값은 만족스러운 수준의 정밀도를 나타내며, 반복 하중에 노출될 때 수치 시뮬레이션이 댐퍼의 실제 성능 및 거동을 정확히 예측함을 보여준다. 본 연구에서 수행한 위상 최적화는 최대 고려 지진(Maximum considered earthquake, MCER) 변위 ±33 mm에 적합한 SPMSD의 개선된 형상을 도출하였다. 또한 본 연구는 조사된 및 개선된 SPMSDs의 실용적 적용 가능성을 시사한다.

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