KR20100076140A - Magnetorheological fluid cable and system thereof - Google Patents

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KR20100076140A
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Abstract

PURPOSE: A magneto-rheological fluid cable and a system thereof are provided to effectively offset vibration actuating on a structure by transmitting current calculated according to the sensed vibration of the structure in which the MR fluid cable is installed. CONSTITUTION: A magneto-rheological fluid cable and a system thereof comprise a twisted wire(110), magneto-rheological fluid(150), and a coil. The twisted wire is formed of multiple strands(120) having a circular cross-section. A gap between the strands is filled with the magneto-rheological fluid. The strand is coated to prevent corrosion. The magneto-rheological fluid fills the air gap between the twisted wires. The coil is wound in the cable in order to apply the magnetic field in the magneto-rheological fluid.

Description

ＭＲ유체 케이블 및 그 시스템{MAGNETORHEOLOGICAL FLUID CABLE AND SYSTEM THEREOF}MRR fluid cable and its system {MAGNETORHEOLOGICAL FLUID CABLE AND SYSTEM THEREOF}

본 발명은 사장교나 현수교 등의 구조물의 진동제어를 위한 케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 부가적 장치없이 자기장에 따라 그 특성이 변하는 MR유체를 이용하여 케이블 또는 연선의 감쇠능력을 변화시켜 구조물의 진동을 제어할 수 있는 케이블 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cable for vibration control of a structure such as a cable-stayed bridge or a suspension bridge, and more specifically, by using an MR fluid whose characteristics change according to a magnetic field without any additional device by changing the damping ability of the cable or stranded wire. A cable and a system capable of controlling vibration of a structure are provided.

사장교 및 현수교는 조형미, 경제성 등 우수한 특성으로 인해 20세기 중반 이래 현재까지 꾸준히 건설되고 있는 교량으로써. 최근 우리나라뿐만 아니라 세계적으로 건설이 증가하고 있는 추세이다.Cable-stayed bridges and suspension bridges are bridges that have been steadily being built since the middle of the 20th century due to their outstanding characteristics such as plasticity and economic feasibility. Recently, construction is increasing not only in Korea but also in the world.

이러한 사장교나 현수교에 사용되는 케이블을 교량에 전달되는 여러 하중을 장력에 의하여 주탑으로 전달시켜 주는 사장교나 현수교의 주요 부재로써 시공뿐만 아니라 건설후 유지관리가 매우 중요하다. 그러나 사장교나 현수교의 케이블은 매우 유연하여 외부 하중으로 인해 발생된 변형을 억제할 수 없으며 낮은 감쇠비를 갖기 때문에 진동에너지를 소산시키지 못하므로 풍하중과 활하중으로 인하여 발생하는 진동에 민감하게 반응한다.As the main member of the cable-stayed bridge or suspension bridge that transfers the cables used for the cable-stayed bridge or suspension bridge to the tower by tension, it is very important not only for construction but also for maintenance after construction. However, the cable of the cable-stayed bridge or suspension bridge is very flexible and cannot suppress the deformation caused by the external load, and because it has a low damping ratio, it does not dissipate the vibration energy, so it is sensitive to the vibration caused by the wind load and the live load.

사장교나 현수교의 진동 발생원인은 다음 세가지 현상에 의하여 발생된다고 알려져 있다. 첫째는 바람이 케이블을 통과하면서 와류가 발생하여 이 와류의 주파수가 케이블의 고유진동수와 일치하게 될 때 생기는 경우와, 둘째는 강우를 동반한 바람이 불 때 케이블의 상하면에 두개의 수로가 형성되어 케이블 단면이 공기역학적으로 불안전한 단면을 이루게 되면서 발생되는 강우진동(Rain vibration)이 있고, 세째는 케이블이 병렬로 배치되어 있을 때 앞쪽 케이블을 통과한 바람의 흐름이 뒤쪽 케이블을 진동시키는 항적갤럽핑(Wave gallopping)에 의한 진동이 발생되는 것이다.It is known that vibration causes of cable-stayed bridges and suspension bridges are caused by the following three phenomena. First, when the wind passes through the cable, vortices occur, and the frequency of the vortex coincides with the natural frequency of the cable. Second, two channels are formed on the upper and lower surfaces of the cable when the wind is accompanied by rainfall. Rain vibration occurs when the cross section of the cable forms an aerodynamically unstable cross section. Third, when the cables are laid in parallel, the flow of wind through the front cable vibrates the rear cable. Vibration by wave gallopping occurs.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 사장교(1)는 하나 이상의 주탑(10)과 상기 각 주탑(10)을 지지하며 지중에 박혀있는 교각(11)과 상기 주탑(10)의 길이방향과 수직하게 배치되는 교량 상판(20)과, 각각의 일단부가 상기 주탑(10)에 고정되며 각각의 타단부가 상기 교량 상판(20)에 연결되는 다수의 케이블(30)을 구비한다. 상기 교량 상판(20)은 상판 본체(21)와 상기 상판 본체(21)에 고정되는 다수의 고정부재(22)를 구비한다. 상기 각 케이블(30)의 타단부에는 소켓 또는 앵커헤드(31)가 결합되어 있으며, 그 소켓 또는 앵커헤드가 상기 교량 상판의 각 고정부재(22)에 고정되게 되는데, 상기 고정부재(22)로는 앵커리지가 사용된다. 그리고 상기 소켓 또는 앵커헤드는 상기 교량 상판에 결합된 앵커리지(22)에 고정됨으로써 그 교량 상판(20)에 고정되나, 그 앵커리지 없이 상기 교량 상판(20)에 직접적으로 고정될 수도 있다. 상기 교량 상판의 상판 본체(21)는 거더로서 명명되기도 한다.As shown in FIG. 1, the conventional cable-stayed bridge 1 supports one or more main towers 10 and the main towers 10 and is perpendicular to the longitudinal direction of the piers 11 and the main towers 10 embedded in the ground. It is provided with a bridge top plate 20 and a plurality of cables 30, one end of which is fixed to the main tower 10 and each other end is connected to the bridge top plate (20). The bridge top plate 20 includes a top plate body 21 and a plurality of fixing members 22 fixed to the top plate body 21. A socket or anchor head 31 is coupled to the other end of each cable 30, and the socket or anchor head is fixed to each fixing member 22 of the bridge top plate, and as the fixing member 22. Anchorage is used. The socket or anchor head is fixed to the bridge top plate 20 by being fixed to the anchorage 22 coupled to the bridge top plate, but may be directly fixed to the bridge top plate 20 without the anchorage. The upper plate main body 21 of the bridge deck may be referred to as a girder.

한편, 상기 케이블(30)에 있어서는 일반적으로 버페팅, 와류진동, 갤로핑, 그리고 주탑(10)이나 인접케이블(30)에 의한 웨이크 갤로핑과 같은 바람 및 비바람에 의해 진동이 발생하게 되며, 이 발생된 진동은 상기 사장교(1)의 수명을 막소시키게 되므로 이 진동을 적절히 저감하는 방향이 연구되어 왔다.On the other hand, in the cable 30, the vibration is generally generated by wind and rain, such as buffing, vortex vibration, galloping, and wake galloping by the main column 10 or the adjacent cable 30, Since the generated vibrations reduce the life of the cable-stayed bridge 1, a direction for appropriately reducing the vibrations has been studied.

상기 케이블(30)에서 발생되는 진동을 저감하는 방법으로는 공기역학적 방법, 보조케이블에 의한 진동제어방법, 그리고 감쇠장치를 이용한 진동제어방법 등이 있다.As a method of reducing vibration generated in the cable 30, there are an aerodynamic method, a vibration control method using an auxiliary cable, and a vibration control method using an attenuation device.

상기 공기역학적 방법은 상기 케이블의 표면에 helical fillet, dimple, axial stripe 등의 형상을 가진 돌출부를 형성하여 상기 케이블(30) 주위를 유동하는 유체의 공기역학적 특성을 변화시켜주는 방법이다. 이러한 돌출부를 통해서 진동을 저감하고자 하는 경우에는 반드시 실물풍동실험을 거쳐 그 진동의 저감여부를확인해야 하는 불편함이 있다.The aerodynamic method is a method of changing the aerodynamic characteristics of the fluid flowing around the cable 30 by forming a protrusion having the shape of a helical fillet, dimple, axial stripe, etc. on the surface of the cable. When the vibration is to be reduced through such a protrusion, there is an inconvenience of confirming whether or not the vibration is reduced through a real wind tunnel test.

또한, 상기 보조케이블에 의한 진동제어방법은 상부 케이블(30)들을 서로 연결함으로써 상기 케이블(30)들의 진동장을 감소시키고 이에 따라 고유진동수를 높일 뿐만 아니라 부가적으로 감쇠의 효과도 가지는 방법이다. 이와 같이 고유진동수가 변화하게 되면 상기 케이블(30)들의 공진을 막을 수 있고 바람에 의한 진동시 임계 풍속을 증가시킬 수 있어서 진동제어방법으로 효과적이다. 그러나 이 방법은 유지관리에 신경을 써야 하며 교량의 미관을 해칠 수 있다는 단점이 있다.In addition, the vibration control method by the auxiliary cable is a method of reducing the vibration field of the cables 30 by connecting the upper cables 30 to each other, thereby increasing the natural frequency and additionally having the effect of attenuation. When the natural frequency is changed in this way, the resonance of the cables 30 can be prevented and the critical wind speed can be increased during vibration caused by wind, which is effective as a vibration control method. However, this method has the disadvantage that care must be taken for maintenance and can damage the beauty of the bridge.

상기 감쇠장치를 이용한 진동제어방법은 상기 케이블(30)에 감쇠장치(40)를 설치하여 그 케이블에서 발생하는 진동을 저감하는 방법으로서 그 진동제어 성능이 우수하여 최근 각광받고 있다. 상기 감쇠장치(40)로는 점성 댐퍼, 점탄성 댐퍼, 마 찰 댐퍼, 탄소성 댐퍼 등의 수동 감쇠장치가 일반적으로 사용되며, 그 감쇠장치의 위치에 따라 외부 댐퍼와 내부 댐퍼로 구별된다. 그리고 상기 감쇠장치(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 각 케이블(30)과 상기 교량 상판(20) 사이에 설치되며, 그 감쇠장치(30)의 구성 및 기능은 대한민국 공개특허 제2004-15461호 또는 대한민국 공개특허 제2005-24605호 등에서와 같이 이미 널리 알려져 있다. The vibration control method using the damping device is a method for reducing the vibration generated in the cable by installing the damping device 40 in the cable 30 has been in the spotlight recently because of its excellent vibration control performance. As the damping device 40, passive damping devices such as viscous dampers, viscoelastic dampers, friction dampers, and carbonaceous dampers are generally used, and are classified into external dampers and internal dampers according to the position of the damping devices. And the damping device 40 is installed between each of the cable 30 and the bridge top plate 20, as shown in Figure 1, the configuration and function of the damping device 30 is It is already widely known as in 15461 or Korean Patent Publication No. 2005-24605.

상기 감쇠장치를 이용한 진동제어방법중 종래의 기술들은 부가적인 장치(100)를 부착하여 진동을 감쇠시키는 방법을 이용하였다. 그러나, 부가적인 장치를 교량에 설치하기 위한 공간이 한정되어 있고, 이를 제조하고 설치하는 비용이 추가로 소요되는 문제가 있다. 따라서 이러한 부가적인 장치를 설치하기 보다는 사장교나 현수교의 기존 부재나 시스템을 이용하여 외부전력원을 사용하지 않거나 최소한의 외부전력만을 사용하는 기술 개발이 절실히 요청되고 있다. Conventional techniques of the vibration control method using the damping device used a method for attenuating vibration by attaching an additional device (100). However, there is a problem in that space for installing additional devices on the bridge is limited, and the cost of manufacturing and installing the additional device is additionally required. Therefore, there is an urgent need to develop a technology that does not use an external power source or uses a minimum of external power by using an existing member or system of a cable-stayed bridge or a suspension bridge rather than installing such an additional device.

본 발명은 구조물의 진동제어를 위한 케이블 및 그 시스템에 관한 것으로서, 자기장에 따라 특성이 변하는 MR유체를 이용하여 진동에 대한 감쇠능력을 조절할 수 있는 케이블 및 그 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a cable and a system for controlling vibration of a structure, and an object thereof is to provide a cable and a system capable of controlling the damping ability of vibration by using an MR fluid whose characteristics change according to a magnetic field.

본 발명은 원형단면을 갖는 다수의 소선으로 이루어진 다수의 연선과, 상기 연선과 연선 사이의 공극을 충진하는 MR유체와, 상기 MR유체에 자기장을 부여하기 위해 케이블에 감은 코일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블에 관한 것이다.The present invention comprises a plurality of strands made of a plurality of strands having a circular cross section, MR fluid filling the gap between the strands and strands, and coils wound around the cable to impart a magnetic field to the MR fluid An MR fluid cable that attenuates vibrations acting on a structure characterized by.

또한, 본 발명은 상기 연선의 내부에 형성된 소선과 소선 사이의 공극에 MR유체가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블을 제공한다.In addition, the present invention provides an MR fluid cable that damps vibrations acting on the structure, characterized in that the MR fluid is filled in the gap between the element wire and the element wire formed inside the stranded wire.

또한, 본 발명은 상기 연선의 내부의 공극에 충진된 MR유체에 자기장을 부여하기 위해 피복전 또는 피복후의 연선에 코일을 감은 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블을 제공한다.In addition, the present invention provides an MR fluid cable that damps the vibration acting on the structure, characterized in that the coil is wound around the stranded wire before or after the coating to give a magnetic field to the MR fluid filled in the void inside the stranded wire. .

또한, 본 발명의 상기 소선은 부식을 방지하기 위해 도금된 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블을 제공한다.In addition, the element wire of the present invention provides an MR fluid cable that damps vibrations acting on the structure, characterized in that the plated to prevent corrosion.

또한, 본 발명의 상기 연선은 피복된 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블을 제공한다.In addition, the stranded wire of the present invention provides an MR fluid cable for damping the vibration acting on the structure characterized in that the sheath.

또한, 본 발명은 제1항 내지 제5항중 어느 한 항의 MR유체 케이블을 구비하는 구조물에 설치된 센서를 통해 진동을 측정하는 진동측정부와, 상기 측정된 진동의 크기에 따라 계산된 전류를 상기 MR유체 케이블 또는 연선에 송신하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동 감쇠 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is a vibration measuring unit for measuring vibration through a sensor installed in the structure having any one of the MR fluid cable of claim 1, and the current calculated according to the magnitude of the measured vibration of the MR It provides a vibration damping system acting on a structure, characterized in that the control unit for transmitting to the fluid cable or twisted pair.

본 발명은 MR유체 케이블이 설치된 구조물의 진동감지에 따라 제어부를 통해 계산된 전류를 송신하여 코일을 통해 입력함으로써 MR유체의 감쇠능력을 증가시켜 진동을 제어하게 되고, 구조물에 별도의 부가적 장치의 설치없이 구조물에 작용하는 진동을 효과적으로 감쇠시켜 제어할 수 있는 효과가 있다.The present invention increases the damping ability of the MR fluid by transmitting the current calculated through the control unit according to the vibration detection of the structure in which the MR fluid cable is installed to input through the coil to control the vibration, and the additional device of the structure There is an effect that can be effectively attenuated by the vibration acting on the structure without installation.

이하 본 발명에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 케이블(a) 및 연선(b)의 단면도, 도 4는 본 발명에 의한 코일을 감은 연선의 사시도, 도 5는 입력전압에 따른 MR유체의 제어력을 나타낸 그래프, 도 6는 도금된 소선으로만 구성된 케이블의 단면도, 도 7은 피복되지 않은 연선으로 구성된 케이블의 단면도, 도 8은 MR유체 케이블을 이용한 사장교(a) 및 현수교(b)의 진동제어 시스템의 구성도이다.Figure 3 is a cross-sectional view of the cable (a) and stranded wire (b) according to the present invention, Figure 4 is a perspective view of the stranded wire wound coil according to the present invention, Figure 5 is a graph showing the control force of the MR fluid according to the input voltage, Figure 6 7 is a cross-sectional view of a cable composed only of plated element wires, FIG. 7 is a cross-sectional view of a cable composed of uncoated stranded wire, and FIG. 8 is a configuration diagram of a vibration control system of a cable-stayed bridge (a) and a suspension bridge (b) using an MR fluid cable.

본 발명은 원형단면을 갖는 다수의 소선으로 이루어진 다수의 연선이 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 통상의 케이블(100)은 다수의 연선(110)으로 구성되어 있고, 상기 각각의 연선은 다수의 소선(120)으로 구성되어 있다. 따라서 본 발명에 의한 MR유체 케이블도 다수의 소선으로 이루어진 다수의 연선으로 구성되어 있으므 로 기본적으로 통상의 케이블과 유사한 구조를 갖고 있다. The present invention comprises a plurality of stranded wire consisting of a plurality of elementary wires having a circular cross section. As shown in FIG. 2, a typical cable 100 is composed of a plurality of stranded wires 110, and each of the stranded wires is composed of a plurality of elementary wires 120. Therefore, the MR fluid cable according to the present invention basically has a structure similar to that of a conventional cable because it is composed of a plurality of stranded wires composed of a plurality of element wires.

또한, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 연선(110)과 연선(110) 사이의 공극에 MR유체(150)가 충진되어 있다. 기본적으로 소선(120)과 연선(110)은 원형단면으로 형성되어 있기 때문에 연선(110)이나 케이블(100)의 내부에는 공극이 존재한다. 이러한 공극에 의한 연선(110)이나 소선(120)의 부식을 방지하기 위해 왁스와 같은 충진재를 사용해 왔으나, 이러한 기존의 케이블은 별도의 진동제어 기능이 없다는 문제가 있다. In addition, as shown in Figure 3 (a), in the present invention, the MR fluid 150 is filled in the gap between the stranded wire 110 and the stranded wire (110). Basically, since the element wire 120 and the stranded wire 110 are formed in a circular cross section, voids exist inside the stranded wire 110 or the cable 100. In order to prevent corrosion of the stranded wire 110 or the elementary wire 120 due to such voids, a filler such as wax has been used, but such a conventional cable does not have a separate vibration control function.

한편, MR유체(Magnetorheological fluid)란 자기장의 특성에 따라 특성이 변하는 유체를 말한다. 본 발명은 케이블 내부의 연선(110)과 연선(110) 사이에 존재하는 공극을 MR유체(150)로 충진시켜서, 부가적인 감쇠장치의 설치 없이도 자기장의 변화에 따라 분자구조의 배열이 바뀌면서 유체에서 고체화되면서 감쇠능력이 증가하여 진동제어 기능을 갖게 되는 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 입력전압이 클수록 MR유체의 제어력도 커짐을 알 수 있다.On the other hand, MR fluid (Magnetorheological fluid) refers to a fluid whose characteristics change depending on the characteristics of the magnetic field. The present invention fills the pores existing between the stranded wire 110 and the stranded wire 110 in the cable with MR fluid 150, so that the arrangement of the molecular structure changes according to the change of the magnetic field without the installation of additional damping device. As it solidifies, the damping ability increases, and thus it has a vibration control function. As shown in FIG. 5, the larger the input voltage, the greater the control power of the MR fluid.

또한, 본 발명은 상기 MR유체(150)에 자기장을 형성하기 위하여 피복된 케이블 전체에 코일(160)을 감는다. 상기 코일(160)에 전류가 흐르게 되면 코일(160) 내부에 자기장이 형성되어 케이블(100) 내부의 MR유체(150)가 감쇠능력이 증가하게 된다.In addition, in the present invention, the coil 160 is wound around the entire cable to form a magnetic field in the MR fluid 150. When a current flows in the coil 160, a magnetic field is formed inside the coil 160, so that the MR fluid 150 inside the cable 100 increases attenuation ability.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 연선(110)의 내부에 형성된 소선(120)과 소선(120) 사이의 공극에도 MR유체(150)가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 MR유체 케이블을 포함하는데, 상술한 바와 같이, 연선(110) 내부에 존재하는 다수의 소선(120)들도 원형단면을 갖고 있어 각 소선과 소선 사이에는 공극이 존재하므로, 본 발명은 케이블의 내부 뿐만 아니라 연선(110) 내부의 공극에도 MR유체(150)를 충진하여 자기장의 변화에 따라 진동제어 기능을 갖도록 한 것이다.As shown in Figure 3 (b), the present invention is characterized in that MR fluid 150 is filled in the air gap between the element wire 120 and the element wire 120 formed inside the stranded wire 110, It includes a fluid cable, as described above, since the plurality of element wires 120 existing in the stranded wire 110 also has a circular cross-section so that there is a gap between each element and the element wire, the present invention is not only in the interior of the cable Rather, the MR fluid 150 is also filled in the pores inside the strand 110 to have a vibration control function according to the change of the magnetic field.

다만, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연선(110) 내부의 MR유체(150)를 제어하기 위해서는 연선(110)에 코일(160)을 감아줘야 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 연선은 피복(140)이 되지 않은 경우도 있으므로, 피복전 또는 피복후의 연선에 코일을 감아 전류를 코일(160)에 흐르게 하여 자기장을 방생시켜 MR유체의 감쇠능력을 증가시킬 수 있다.However, as shown in FIG. 4, in order to control the MR fluid 150 inside the stranded wire 110, the coil 160 should be wound around the stranded wire 110. As shown in FIG. 7, since the stranded wire may not be covered with the coating 140, a coil is wound around the stranded wire before or after the coating, and a current flows in the coil 160 to generate a magnetic field, thereby improving the attenuation capability of the MR fluid. Can be increased.

또한, 케이블(100) 또는 연선(110) 내부의 소선(120)은 부식이 발생하기 쉽기 때문에 본 발명에서는 이러한 부식을 방지하기 위해 도금 절차를 거쳐 제품의 수명을 연장시킬 수 있다.In addition, since the element wire 120 inside the cable 100 or the stranded wire 110 is susceptible to corrosion, the present invention may extend the life of the product through a plating procedure to prevent such corrosion.

또한, 본 발명의 연선(110)은 피복(140)이 안 된 것은 물론이고, 피복이 된 것도 포함하는데, 연선(110)을 부식 등으로부터 보호하기 위하여 피복(140)을 하는 것이 바람직할 것이다.In addition, the stranded wire 110 of the present invention includes a coating 140 as well as a coating, but it is preferable to apply the coating 140 to protect the stranded wire 110 from corrosion and the like.

본 발명은 청구항 제1항 내지 제5항중 어느 한 항의 MR유체 케이블을 구비하는 구조물에 설치된 센서를 통해 진동을 측정하는 진동측정부와, 상기 측정된 진동의 크기에 따라 계산된 전류를 상기 MR유체 케이블 또는 연선에 송신하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동 감쇠 시스템을 포함한다.The present invention provides a vibration measuring unit for measuring vibration through a sensor installed in a structure including the MR fluid cable according to any one of claims 1 to 5, and the current calculated according to the magnitude of the measured vibration of the MR fluid. Vibration damping system acting on a structure, characterized in that consisting of a control unit for transmitting to the cable or twisted pair.

도 8에 도시된 바와 같이, 사장교나 현수교에 바람이나 지진과 같은 진동이 가해졌을 때, 구조물에 설치된 센서(200)가 작동하여 상기 진동을 감지하고 상기 감지된 진동자료를 송신받은 진동측정부(210)에서 진동의 크기가 계산되며, 제어부(220)는 진동측정부(210)에서 계산된 진동의 크기에 따라 전류를 계산하고, 계산된 전류를 상기 MR유체 케이블 또는 연선으로 송신하여 감겨진 코일에 전류를 흐르게 하여 그 내부에 자기장을 발생시키므로 상기 자기장에 따라 MR유체의 감쇠능력이 증가하여 진동을 적절히 제어할 수 있게 된다.As shown in FIG. 8, when vibration such as wind or earthquake is applied to the cable-stayed bridge or suspension bridge, the sensor 200 installed in the structure operates to detect the vibration and receive the detected vibration data. The magnitude of the vibration is calculated at 210, and the controller 220 calculates a current according to the magnitude of the vibration calculated by the vibration measurement unit 210, and transmits the calculated current to the MR fluid cable or twisted pair coil. Since a magnetic field is generated by flowing a current therein, the damping ability of the MR fluid increases according to the magnetic field, so that vibration can be properly controlled.

도 1은 종래의 진동감쇠장치가 설치된 사장교의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a cable-stayed bridge provided with a conventional vibration damping device.

도 2는 소선과 연선으로 구성된 통상의 케이블의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a conventional cable composed of stranded wire and stranded wire.

도 3은 본 발명에 의한 케이블(a) 및 연선(b)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the cable (a) and stranded wire (b) according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 코일을 감은 연선의 사시도이다.4 is a perspective view of a stranded wire wound the coil according to the present invention.

도 5는 입력전압에 따른 MR유체의 제어력을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the control force of the MR fluid according to the input voltage.

도 6는 도금된 소선으로만 구성된 케이블의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a cable composed only of plated element wires.

도 7은 피복되지 않은 연선으로 구성된 케이블의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a cable composed of stranded bare wire.

도 8은 MR유체 케이블을 이용한 사장교(a)와 현수교(b)의 진동제어 시스템의 구성도이다.8 is a configuration diagram of a vibration control system of a cable-stayed bridge (a) and a suspension bridge (b) using an MR fluid cable.

* 도면의 주요 부호에 관한 설명 *Description of the main symbols in the drawings

1. 사장교 2. 현수교1. Cable-Stayed Bridge 2. Suspension Bridge

10. 주탑 11. 교각 10. Pylon 11. Pier

20. 교량 상판 21. 상판 본체 20. Bridge Top 21. Top Body

22. 고정부재 30. 케이블22. Retention member 30. Cable

40. 감쇠장치40. Damping Device

100. 케이블 110. 연선100. Cable 110. Stranded cable

120. 소선 140. 피복 120. Wire 140. Cloth

150. MR유체 160. 코일 150. MR fluid 160. Coil

200. 센서 210. 진동측정부 200. Sensor 210. Vibration measurement part

220. 제어부220. Controls

Claims (6)

원형단면을 갖는 다수의 소선으로 이루어진 다수의 연선과, 상기 연선과 연선 사이의 공극을 충진하는 MR유체와, 상기 MR유체에 자기장을 부여하기 위해 케이블에 감은 코일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블.A plurality of strands consisting of a plurality of strands having a circular cross section, MR fluid filling the gap between the strands and strands, and a coil wound around the cable to impart a magnetic field to the MR fluid, characterized in that it comprises a MR fluid cables that dampen vibrations acting on structures. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연선의 내부에 형성된 소선과 소선 사이의 공극에 MR유체가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블.MR fluid cable to damp the vibration acting on the structure, characterized in that the MR fluid is filled in the gap between the element wire and the element wire formed in the stranded wire. 제2항에 있어서The method of claim 2 상기 연선의 내부의 공극에 충진된 MR유체에 자기장을 부여하기 위해 피복전 또는 피복후의 연선에 코일을 감은 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블.And a coil wound around the stranded wire before or after the coating in order to impart a magnetic field to the MR fluid filled in the void inside the stranded wire. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 소선은 부식을 방지하기 위해 도금된 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블.MR element cable to damp the vibrations acting on the structure, characterized in that the element is plated to prevent corrosion. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 연선은 피복된 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동을 감쇠시키는 MR유체 케이블.MR strand cable to damp the vibrations acting on the structure, characterized in that the stranded wire. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항의 MR유체 케이블을 구비하는 구조물에 설치된 센서를 통해 진동을 측정하는 진동측정부와, 상기 측정된 진동의 크기에 따라 계산된 전류를 상기 MR유체 케이블 또는 연선에 송신하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물에 작용하는 진동 감쇠 시스템.The vibration measuring unit for measuring vibration through a sensor installed in the structure having any one of the MR fluid cable of claim 1 and the current calculated according to the magnitude of the measured vibration to the MR fluid cable or twisted pair Vibration damping system acting on a structure, characterized in that consisting of a control unit for transmitting.
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