Free Vibration Analysis of Fixed Ended Parabolic Arches

양단고정(兩端固定) 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動) 해석(解析)

The governing differential equations and the boundary conditions for the free vibration of fixed-ended uniform parabolic arch are derived on the basis of the equilibrium equations and the D'Alembert principle. The effect of rotary inertia as well as extensional and flexural deformations is considered in the governing differential equations. A trial elgenvalue method is used for determining the natural frequencies. The Runge-Kutta method is used in this method to perform the integration of the differential equations. The detailed studies are made of the lowest three vibration frequencies for the span length equal to 10m. The effect of the rotary inertia is analyzed and it's numerical data are presented in table. And as the numerical results the frequency versus the rise of arch and the radius of gyration are presented in figures.

아치의 미소요소(微小要素)에 작용(作用)하는 합응력(合應力)들의 평형방정식(平衡方程式)과 D'Alembert의 원리(原理)를 이용(利用)하여 회전관성(回轉慣性)을 고려(考慮)한 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 대한 미분방정식(微分方程式)을 유도(誘導)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 검증(檢證)하기 위하여 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)을 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)시킨 결과(結果), 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)이 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)되는 것을 보였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 시행착오적(試行錯誤的) 고유치문제(固有値問題)와 Runge-Kutta method를 이용(利用)하여 수치해석(數値解析)하였으며, 본(本) 연구(硏究)의 수치해석(數値解析) 결과(結果)와 SAP IV의 결과(結果)가 잘 일치(一致)함을 보였다.