• 제목/요약/키워드: 강제 진동해석

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제자리 비행 조건에서 쿼드로터의 감쇠 테이프를 이용한 수동적 진동 제어 설계 방법 연구 (Design approach of passive vibration control using damping tape for quadrotor drone in hover)

  • 김세준;김형모;천성우;김성준;조해성;강래형
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.37-45
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    • 2024
  • 본 논문에서는 쿼드로터형 드론의 제자리 비행 상태에서 제어부에 전달되는 수직 방향 진동을 저감하기 위한 수동적 진동 제어 방법에 따른 설계 방법을 제시하였다. 쿼드로터형 드론의 진동 해석을 위해 유한요소 기반 이산화 모델 및 번지 케이블을 이용한 지상진동시험 모사 모델을 구축하였다. 제자리 비행 상태에서의 하중을 부여하여 동특성 평가 및 공진 회피 설계를 위한 모드 해석을 수행하여 결과를 분석하였으며, 강제진동응답해석을 수행하여 제자리 비행 상태의 운용주파수 범위 내에서의 정상상 태응답을 도출하였다. 또한 감쇠 재료의 유무에 따른 진동 저감 효과를 비교하기 위해 동일한 조건내에서 제어부에 전달되는 진동을 유발할 수 있는 위치에 점성 감쇠 테이프를 적용하여 이에 따른 정상상태응답을 도출하고 감쇠 재료를 적용하였을 경우의 진동 저감 효과 및 부착 위치에 따른 진동 저감 효과를 평가하였다.

내부공진을 가진 보의 비선형 강제진동해석 (Nonlinear Analysis of a Forced Beam with Internal Resonances)

  • 이원경;소강영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.1897-1907
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    • 1991
  • 본 연구에서는 세 모드 사이의 내부공진을 고려하여 강제진동 중인 보의 비선 형 해석을 다루고자 한다. 이 문제에 관심을 갖게 된 동기는 "연속계의 비선형해석 에서 더 많은 모드를 포함시키면 어떤 결과를 낳게 될 것인가\ulcorner" 라는 질문에서 생겨난 것이다.

디퓨저 베인에 의한 공진조건에서의 임펠러 구조 안정성 평가 (Structural Stability Evaluation of Impeller in Resonant condition due to Diffuser vanes)

  • 김용세;공동재;신상준;임강수;박기훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.877-880
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    • 2017
  • 원심압축기 임펠러의 블레이드는 고속회전과 정상유동 압력에 의한 정적하중이 가해진다. 동시에 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 임펠러 블레이드의 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 ANSYS를 이용한 비정상 유동 해석과 모드해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 공력-구조를 연계하는 단일방향의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 안전도를 평가하였다.

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전달강성계수법에 의한 왕복 기계 축계의 비틀림진동 응력해석 (Torsional Vibration Stress Analysis for Shafting in Reciprocating Machine by Transfer Stiffness Coefficient Method)

  • 최명수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권8호
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    • pp.749-756
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    • 2004
  • While designing shafting in reciprocating machines with internal combustion engines which derive generators, pumps, and vehicles, it is very important to calculate the additional stress of shafting by torsional vibration. In this paper, the transfer stiffness coefficient method which is based on the successive transfer of stiffness coefficient was applied to the calculation of the additional stress of shafting in reciprocating machine by torsional vibration. In order to confirm the effectiveness of the present method, a propulsion shafting with a diesel engine in a vessel was considered as the computational example of shafting in reciprocating machine. The results calculated by the present method were compared with those of the modal analysis method, the mechanical impedance method, and free vibration analysis.

유한요소-전달강성계수법을 이용한 평판 구조물의 강제진동해석 (Forced Vibration Analysis of Plate Structures Using Finite Element-Transfer Stiffness Coefficient Method)

  • 최명수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.99-107
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    • 2003
  • The finite element method(FEM) is the most widely used and powerful method for structural analysis. In general, in order to analyze complex and large structures, we have used the FEM. However, it is necessary to use a large amount of computer memory and computation time for solving accurately by the FEM the dynamic problem of a system with many degree-of-freedom, because the FEM has to deal with very large matrices in this case. Therefore, it was very difficult to analyze the vibration for plate structures with a large number of degrees of freedom by the FEM on a personal computer. For overcoming this disadvantage of the FEM without the loss of the accuracy, the finite element-transfer stiffness coefficient method(FE-TSCM) was developed. The concept of the FE-TSCM is based on the combination of modeling technique in the FEM and the transfer technique in the transfer stiffness coefficient method(TSCM). The merit of the FE-TSCM is to take the advantages of both methods, that is, the convenience of the modeling in the FEM and the computation efficiency of the TSCM. In this paper, the forced vibration analysis algorithm of plate structures is formulated by the FE-TSCM. In order to illustrate the accuracy and the efficiency of the FE-TSCM, results of frequency response analysis for a rectangular plate, which was adopted as a computational model, were compared with those by the modal analysis method and the direct analysis method which are based on the FEM.

전달 행렬법과 유한요소법을 이용한 중공 크랭크축의 강제 진동 해석 (Forced Vibration Analysis of a Hollow Crankshaft by using Transfer Matrix Method and Finite Element Method)

  • 김관주;최진욱
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제5권6호
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    • pp.44-52
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    • 1997
  • As part of the effort to reduce the weight of powertrain, a hollow crankshaft has been designed. The mass reduction of the crankshaft changes the dynamic properties of the crankshaft such as moment of inertia, and torsional, bending stiffness. The purpose of this paper is to compare the dynamic behavior of the hollow crankshaft with that of the original, solid crankshaft. Global dynamic behavior of the crankshaft is analyzed bgy the transfer matrix method(TMM). The crankshaft has been modeled by 38 lumped mass and stiffness elements. The dynamic patameters of each lumped element are provided by Finite Element Method(FEM). The responses of the crankshaft from TMM are fed back as loading conditions to the Finite Element model to obtain dynamic stresses for critical areas of the crankshaft.

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강제진동에 의한 계류라인의 장력 해석 (Analysis on tension response of mooring lines by forced oscillation)

  • 박한일;정동호;윤종현
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.56-56
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    • 2003
  • 계류라인은 해양관측부이 혹은 해양구조물을 일정일치에 계류시키기 위해서 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 상부구조물의 거동에 의한 계류라인의 거동특성을 파악하기 위하여, 상부 윗단에서 일정주기와 진폭으르 가진되는 경우에 장력과 변위의 응답을 살펴보았다. 수평으로 가진되는 경우에 규칙적으로 가진됨에도 불구하고 맨윗단에서 장력은 가진 주파수 성분 이외에 고주파수 성분이 함께 응답하였다. 이 때 고주파수 성분은 계류라인의 길이와 장력에 따라서 다른 성분으로 나타났는데, 이 성분은 상부단에서 발생한 에너지가 전달되어 해저고정단에서 다시 반사되어 발생하는 것으로 판단되어 진다. 향후 이 성분에 대한 정량적인 연구가 필요하다. 수직으로 가진되는 경우에는 장력이 충격력 효과로 나타났는데, 이것은 지반과의 상호작용에 의한 것으로 판단된다.

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복소 전단탄성계수를 갖는 다층 감쇠보의 유한요소 진동 해석 (Finite Element Vibration Analysis of Multi-layered Damped Sandwich Beam with Complex Shear Modulus)

  • 배승훈;원성규;정의봉;조진래;배수룡
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.9-17
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    • 2011
  • In this paper, the general equation of motion of damped sandwich beam with multi-viscoelastic material layer was derived based on the equation presented by Mead and Markus. The viscoelastic layer, which has characteristics of complex shear modulus, was assumed to be dominantly under shear deformation. The equation of motion of n-layered damped sandwich beam in bending could be represented by (n+3)th order ordinary differential equation. Finite element model for the n-layered damped sandwich beam was formulated and programmed using higher order shape functions. Several numerical examples were implemented to show the effects of damped material.

유체맥동을 고려한 배관계의 진동해석 (Vibration Analysis of Pipes Considering Fluid Pulsation)

  • 서영수;정석현;이성현;홍진숙;정의봉
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권10호
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    • pp.1050-1056
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    • 2006
  • In this paper, a new method for the stability analysis of a pipe conveying fluid which pulsates periodically is presented. The finite element model is formulated liking into consideration of the effects of the fluid pulsating in a pipe. The damping and stiffness matrices in the finite element equation vary with time due to pulsating fluid. Coupled effects of several harmonic components in the velocity of fluid to a pipe is discussed. A new unstable region appears which will not appear in the stability analysis of single pulsating frequency. A method to directly estimate the forced response of pipe is also discussed. The results presented in this paper are verified by the time domain analysis.