공진주 시험기 Resonant Column Apparatus (RCA)

 

 

공진주 시험은 탄성과 전달이론에 근거하여 지반의 Young계수 혹은 전단탄성계수와 감쇠 비를 구하는 시험이다.   공진주시험 기법은 1930년대에 일본에서 처음 시도되었으며 1960대 이후 다양한 시험기가 개발되어 사용되어 오고 있으며 주로 시료에 전단력을 작용시켜 시험을 수행하며 자유단-자유단 및 고정단-자유단 단부조건의 시험이 사용되어 왔다.   최근에는 시험방법과 데이터 정리 방법이 상대적으로 간편하고 저변형율 및 중간변형율 영역에서 시험이 가능한 고정단-자유단 단부조건의 공진주시험이 주로 사용되고 있다

 

공진주 시험의 기본 원리는 원통형의 공시체에 진동수를 바꿔가면서 비틂가진(torsional excitation)을 가하여 1차 모드의 공진주파수와 진동의 크기를 구 한 후, 실험기의 특성 및 공시체의 크기를 이용하여 전단파속도, 전단탄성계수 및 전단변형률을 구한다.

 

 

특징

GDS RCA software   - Resonance in torsion. 비틂 공진 측정 - Resonance in flexure. 흔들림 공진 측정 - Damping Ratio in torsion. 비틂 감쇄측정 - Damping Ratio in flexure. 흔들림 감쇄 - Slow speed (<2Hz) torsional shear. 비틂전단

 

사양서

- 표준셀 1 Bar 공기압

- Electromagnetic drive system  (NdReB) “"rare-earth”" magnets

- Transconductance current driven amplifier

- Inner cell for silicon oil to aid membrane sealing

- 비틂림 흔들림 모드를 소프트웨어로 변경

- 시료의 내부 수직변형 측정

- 가속도계에 대한 반대쪽 균형 추

- 3개의 강성이 다른 교정바와 무게

- 시료규격 : 50mm x 100mm, 70mm x 140mm (직경 x 높이)

감쇄  Damping by free vibration

 

공진주시험에서 감쇠비는 자유진동 감쇄방법(free-vibration   decay method), 또는 하프 파워 밴드 간격방법(half-power   band width method)을 이용하여 구한다.     첫째 방법은 공시체가 공진주파수로 진동할 때 가진력을 차단   하여 자유진동 감쇠곡선을 구하고 각 사이클의 진폭을 측정하   여 대수적 감쇠비를 얻는다.     두 번째 방법에서는 공진주파수 주위의 주파수 반응곡선   (frequency response curve)의 간격을 이용하여 감쇠비를 얻   는다.

 

 

Torsional / flexural vibrations 비틂과 흔들림

 

공시체를 바닥에 고정시키고 공시체 상부와 연결된 진동시스템에 10Hz미만의 고정된 주파수로 반복 비틂력을 가하여 공진 주파수를 구하는 대신 공시체에 가해진 비틂력-비틂각(torque-twist)관계를 측정하여 응력-변형 이력곡선(hysteresis loop)을 구한다.

 

 

교정 bar와 추가 mass