DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on Vibration Characteristics of Plate Structures Spot-Welded with respect to Area Ratio and Distance Ratio

점용접된 판 구조물의 면적비와 거리비에 따른 진동특성 연구

  • Han, Dong-Seop (Graduate school, Dept. Mechanical Engineering, Donga University) ;
  • Ahn, Sung-Chan (Graduate school, Dept. Mechanical Engineering, Donga University) ;
  • Ahn, Chan-Woo (Dept. Mechanical Engineering, Donga University) ;
  • Han, Geun-Jo (Dept. Mechanical Engineering, Donga University)
  • 한동섭 (동아대학교 기계공학과 대학원) ;
  • 안성찬 (동아대학교 기계공학과 대학원) ;
  • 안찬우 (동아대학교 기계공학과) ;
  • 한근조 (동아대학교 기계공학과)
  • Published : 2002.03.01

Abstract

In this Paper, the mechanical behavior of two reかangular plates spot-welded under free vibration is investigated in detail. The focus of the analysis is to evaluate the effect of thickness of reinforced plates with equivalent thickness. The results of this the investigation are compared with detailed finite element analysis end experiments of the plates spot-welded for various parameters, such as aspect ratio, arm ratio, and distance ratio of spot-welding Points. The conclusion obtained are as followed. 1. The effect thickness due to spot-weld is very large, such as 55% in comparison with area ratio of spot-welding joint is just 4.52%. 2 The effect of thickness with respect to the distance ratio is maximized when the distance ratio is 0.4.

본 연구에서는 비감쇠 자유진동을 하는 점용접된 사각평판의 고유진동수를 수치해석을 통하여 살펴보고, 실험을 통하여 결과를 검증하였다 설계변수로는 점용접에 미치는 여러 설계변수 중에서 점용접이 차지하는 면적을 사각평판의 면적으로 나눈 면적비와 점용접점 사이의 거리를 평판의 한 변의 길이로 나눈 거리비로 무차원화하여 사용하였으며, 목적함수로는 점용접으로 인한 두께효과를 진동수에 대한 처짐의 비로써 나타낸 등가두께로써 무차원화하여 정의하였다. 수치해석에는 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS 5.6을 사용하였고, 실험에는 B&K Data analyzer를 통하여 주파수분석을 수행하였다. 연구의 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 점용접의 면적비가 단지 4.52%인데 비해 점 용접으로 인한 두께효과는 55%로써 매우 크게 나타났다. 2. 거리비에 따른 두께효과는 거리비가 0.4일 때 가장 크게 나타났다.

Keywords

References

  1. X. Deng, W. Chen, and G. Shi, 'Three- Dimensional Finite Element Analysis of the Mechanical Behavior of Spot Welds,' Finite Elements in Analysis & Design, Vol. 35, pp. 17-39, 2000 https://doi.org/10.1016/S0168-874X(99)00053-0
  2. Demeter G. Gertis and Chin T. Lee, 'Elastic and Inelastic Analysis of Vibriable Thickness Plates, Using Equivalent System,' Mech. Struct. & Mach., Vol. 12, No. 2, pp. 201-236, 1993
  3. 서승일, 이재호, 장상길, 차병우, '점용접시 압흔 깊이 감소를 위한 최적용접조건 선정에 관한 연구,' 대한용접학회지, 제14권, 제2호, 1996
  4. 이현철, 심재준, 안성찬, 한근조, '점용접된 구조물의 좌굴 하중해석,' 한국항만학회지, 제14권, 제1호, pp. 87-95, 2000
  5. D. Mohan and H. B. Kingsbury, 'Free Vibration of Generally Orthotropic Plates,' J. of Acoustical Society of America, Vol. 50, pp. 266-269, 1971 https://doi.org/10.1121/1.1912626
  6. Osama K. Bedair and M. S. Troitsky, 'A Study of the Fundamental Frequency Characteristics of Eccentrically and Concentrically Simply Supported Stiffened Plates,' Int. J. Mech. Sci., Vol. 39, No. 11, pp. 1257-1272, 1997 https://doi.org/10.1016/S0020-7403(97)00016-7
  7. S. P. Timoshenko and S. Woinowsky-Krieger, 'Theory of Plates and Shells,' McGraw-Hill, pp. 319-347, 1959
  8. A. C. Ugral, 'Stresses in Plates and Shells,' McGraw Hill, pp. 90-95, 1981