• Title, Summary, Keyword: 고유 진동

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Free Vibrations of Tapered Beams with Static Deflection due to Dead Load (사하중에 의한 정적 처짐을 갖는 변단면 보의 자유진동)

  • Lee, Byoung-Koo;Oh, Sang-Jin;Lee, Yong;Lee, Tae-Eun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.1
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    • pp.87-93
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    • 2001
  • 이 논문은 사하중에 의한 정적 처짐을 갖는 변단면 보의 자유진동에 관한 연구이다. 사하중이 작용하는 변단면 보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 최 저차 3개 모드의 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 수치해석 예제에서는 선형 변단면과 등분포 사하중을 채택하였다. 지점조건으로는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 보를 채택하였다. 수치해석의 결과로 하중강도, 세장비 및 단면비가 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 사하중의 영향을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 진동형을 서로 비교하였다.

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A Study on the Crack Detection using Eigenfrequency Test Data (고유진동수를 이용한 균열탐색에 관한 연구)

  • 정명지;이영신
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.187-191
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    • 1994
  • 기계구조물내의 균열은 고하중상태에서 갑작스러운 파괴의 주요 원인의 하나로서 이러한 균열의 조기탐지를 위해 기존의 비파괴검사 방법 이외에, 최근 진동측정 및 진동분석을 이용하는 방법이 경제성 및 그 효용성으로 인하여 깊게 연구되고 있다. 이러한 진동특성의 변화를 이용하여 균열을 탐지하는 방법이 많은 학자들에 의해 연구되어졌으며, 현재까지의 연구결과중 균열의 크기 및 위치를 동시에 탐지할 수 있는 방법중에서 비교적 단순, 정확하다고 판단되는 방법으로는 임의의 두 지점에서의 진폭측정을 이용한 Rizos(1)의 방법과 고유진동수 및 모우드형 측정을 이용한 Kam & Lee(2)의 방법이 있으나 이들 방법은 두가지 이상의 진동특성치를 요구하고 있다. 본 연구의 목적은 진동특성치중 고유진동수만을 이용하여 단순부재에서 균열의 크기 및 위치를 수치적으로 예측할 수 있는 새로운 해석기법을 제시하고, 기존 방법 사용시의 결과와 비교 검토하여 그 유용성을 판단하는데 있다.

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A Study on the Vibration Characteristics of Sungnyemun (숭례문의 진동특성에 관한 연구)

  • Kim, Hye-Won;Lee, Jung-Han;Park, Min-Kyu;Park, Byung-Cheol;Yi, Waon-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.540-543
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    • 2009
  • 본 연구는 숭례문의 진동측정을 통한 고유진동수와 감쇠, 진동모드 등의 파악을 목적으로 한다. 목조 건축물의 진동측정방법은 건축물에 손상을 주지 않으며 공학적인 데이터의 획득으로 숭례문의 시간, 환경에 따른 구조특성의 변화를 수치적으로 파악할 수 있게 해준다. 숭례문에 대하여 상시미동측정과 인력가진측정을 실시하였다. 그 결과, 숭례문의 진동특성은 장변방향으로 2.12Hz, 단변방향으로 1.56Hz로 비슷한 규모와 형식이라고 할 수 있는 흥인지문, 수원 팔달문보다 높은 고유진동수값을 얻었고 감쇠값은 장변방향으로 1.7%, 단변방향으로 1.8%의 값을 가진다. 2008년 화재로 전소된 숭례문의 진동특성이지만 앞으로 비슷한 구조 건축물에 대한 측정 데이터의 축적을 통하여 목조 건축물의 진동특성에 대한 주기식 및 성능파악에 대한 기준 및 평가자료의 근거로 쓸 수가 있다.

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Comparison of Measured Natural Frequencies of a Railway Bridge Specimen Between Different Excitation Methods (철도교량 시험체의 가진방법에 따른 고유진동수 측정치 변동에 대한 비교 분석)

  • Kim, Sung-Il;Lee, Jungwhee;Lee, Pil-Goo;Kim, Choong-Eon
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
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    • v.30 no.6A
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    • pp.535-542
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    • 2010
  • Precise estimation of a structure's dynamic characteristics is indispensable for ensuring stable dynamic responses during lifetime especially for the structures which can experience resonance such as railway bridges. In this paper, the results of forced vibration tests of different excitation methods (vibration exciter and impact hammer) are compared to examine the differences and the cause of differences of extracted natural frequencies. Consequently a natural frequency modification method is suggested to eliminate effects of non-structural disturbance factors. Also, sequential forced vibration tests are performed before and after track construction according to the construction stage of a railway bridge, and the variation of natural frequencies are examined. Effect of added mass of vibration exciter and variation of support condition due to the level of excitation force are concluded as the major cause of natural frequency differences. Thus eliminating these effects can enhance the reliability of the extracted natural frequencies. Construction of track affects not only the mass of structure but also the stiffness of the structure. Also, the amount of increase in stiffness varies according to the level of structural deflection. Therefore, reasonable estimation of the level of structural response during operation is important for precise natural frequency calculation at design phase.

Finite Element Solution of Helmholtz Equation for Free Harbor Oscillation (항만 고유 진동 해석을 위한 Helmholtz 방정식의 유한요소 해법)

  • Ryu, Yeon Sun;Lee, Byung Gul
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
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    • v.13 no.1
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    • pp.47-54
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    • 1993
  • For the numerical analysis of free oscillation characteristics in a harbor with general boundary and bottom topography, finite element method is applied. The governing Helmholtz equation is transformed into a generalized matrix eigenvalue problem using the standard finite element procedure. A computer code is developed for the numerical evaluation of natural frequencies and free oscillation modes. In the eigensolution process, a shifting strategy is devised for the treatment of numerical singularity. Scaling of coefficient matrix is also found to be effective for the alleviation of numerical ill-conditioning. For the test problems, firstly, analytical and numerical solutions are compared and validity of the code is obtained. Hence the method is successfully applicable for the real-world problems with general geometric boundaries and bottom topography.

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Free Vibrations of Multispan Continuous Arches (다경간 연속 아치의 자유진동 해석)

  • 이병구
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.37 no.2
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    • pp.53-63
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    • 1995
  • 본 논문의 다경간 연속아치의 자유진동에 관한 연구이다. 다경간 연속아치의 고유진 동수 및 진ㄷㅇ형을 산출하기 위하여 내부지점의 지점조건에 다른 경계조건식을 유도하였다. 아치의 선형은 포물선을 택하였으며, 회전-로울러-회전, 고정-회전-고정의 지점 조건을 갖는 2경간 연속아치에 대한 수치해석 결과를 제시하였다. Runge-Kutta maethod을 이용 하였다. 실제 수치해석예에서는 회전관성이 고유진동수에 미치는 영향을 고찰 하였으며, 무차원 고유진동수와 아치높이 지간길이비 및 세장비 사이의 관계를 분석하였다. 또한 실험을 토아여 이론적인 해석결과를 검증하였다.

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A Study on Vibration Characteristics and Buckling of a Cracked Plate by Laser Holography Method (레이저 홀로그래피법에 의한 균열박판의 좌굴 및 진동특성에 관한 연구)

  • ;;;;藤本孝
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.3
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    • pp.411-418
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    • 1992
  • 본 연구에서는 인장하중을 받는 균열이 없는 박판 시험편과 45˚경사균열시험 편의 고유진동수 측정을 위하여 레이저 홀로그래피법을 이용하여 진동모드 측정을 하 여 그 결과를 비교분석하는 실험방법을 택하였으며, 균열이 없는 박판에 대해서만 무 차원하중의 증가에 따른 고유 진동수의 변화관계를 실험치와 Ritz Method에 의한 유한 요소 해석치와 비교하였다.

Free Vibrations and Buckling Loads of Columns with Multiple Elastic Springs (여러 개의 스프링으로 탄성지지된 기둥의 자유진동 및 좌굴하중)

  • 이병구;이광범;오상진;이태기
    • Journal of KSNVE
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    • v.10 no.6
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    • pp.1067-1074
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    • 2000
  • Numerical methods for calculating both the natural frequencies and buckling loads of columns with the multiple elastic springs are developed. In order to derive the governing equations of such columns, each elastic spring is modeled as a discrete elastic foundation with the finite longitudinal length. By using this model, the differential equations governing both the free vibrations and buckled shapes, respectively, of such columns are derided. These differential equations are solved numerically. The Runge- Kutta method is used to integrate the differential equations, and the determinant search method combined with Regula-Falsi method is used to determine the eingenvalues. namely natural frequencies and buckling loads. In the numerical examples, the clamped-clamped. clamped-hinged, hinged-clamped and hinged-hinged end constraints are considered. Extensive numerical results including the frequency parameters, mode shapes of free vibrations and buckling load parameters are presented in the non-dimensional forms.

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The Dynamic Characteristics and Serviceability of Long Span Multi-purpose Hall (장스팬 다목적 홀의 동적특성과 사용성)

  • Lee, Sung-Min;Choi, Chui-Kyung;An, Young-Ki;Lee, Soo-Gon
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.7 no.2
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    • pp.105-113
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    • 2003
  • Because structural systems are becoming lighter and more flexible and have lower natural frequencies and dampings than before, coordinated rhythmic activities such as dancing, audience participation in arenas or concert halls, and aerobics result in undesirable levels of vibration. For rhythmic activities, it is resonant or near resonant behavior that result in significant dynamic amplification and hence human discomfort. The most rational design strategy is to provide enough of a gap between the natural frequency of a floor system and the dominant frequencies excited by planned human activities to assure reasonably that resonance will not occur. For the case study the vibration measurements were performed at the floor of a long-span multi-purpose hall during the rock concert of popular singer.

Analysis of Vibration and Stress for Bed Structure of Engine Dynamo Tester (엔진 다이나모 시험기 베드 구조물의 진동 및 구조응력해석)

  • 이영신;강이석;김동진;김영대;김의석
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.173-185
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    • 1998
  • 본 연구에서는 자동차엔진 및 트랜스미션 성능시험을 위한 다이나모 베드구조물을 분석하고 설계하였다. 해석상에 고려된 베드구조물은 Ⅰ형강 구조물, 보강된 박스구조물 그리고 블록구조물로 제작되었으며, 시험을 위한 엔진 및 트랜스미션은 베드상판에 장착된다. 엔진구동시 회전에 의한 진동이 발생된다. 공진을 피하기 위해 베드구조는 충분한 구조적 일체성을 가져야 한다. 본 연구에서는 베드 구조물의 응력, 변위 그리고 자유진동해석이 ANSYS Code를 이용한 유한요소해석이 수행되었다. Ⅰ형강 구조형 베드 구조물에서 최대 응력은 23.2MPa에서 90.3MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 0.25㎜에서 0.92㎜까지 나타났다. 박스 구조형 베드 구조물에서 최대 응력은 0.028MPa에서 0.259MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 0.031㎜에서 0.413㎜까지 나타났다. 그리고 박스구조형 베드 구조물에서 최대 처짐은 0.92MPa에서 2.15MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 1.1㎜에서 2.7㎜까지 나타났다. 모든 구조물이 응력과 처짐 값에서 매우 안정적인 범위 내에서 발생됨을 볼 수 있었다. 구조진동해석에서 Ⅰ형강 베드구조물의 고유진동수는 112.03㎐에서 141.66㎐까지의 범위에 발생되었다. 박스 구조형 베드구조물에서의 고유진동수는 396.93㎐에서 755.11㎐까지의 범위에서 발생되었다. 마지막으로 블록구조형 베드구조물에서는 266.51㎐에서 244.67㎐까지의 고유진동수를 찾을 수 있었다. 모든 구조물에서 베드구조물의 무게증가에 따른 기본진동수는 증가된다. 베드시스템의 지지기초시스템은 2자유도계 시스템으로 설계되었으며, 다양한 질량변화 및 스프링상수 변화에 따른 진동해석을 수행하였다. 질량비가 증가될수록 고유진동수는 크게 감소되며, 스프링상수가 증가될수록 고유진동수는 감소된다.

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