• 제목/요약/키워드: 국부 진동

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동적응답의 변화를 고려한 점용접부의 진동피로해석 (Vibration Fatigue Analysis for Multi-Point Spot-Welded SPCC Structure Considering Change of Dynamic Response)

  • 강기원;장일주;김정규
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권9호
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    • pp.1193-1199
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    • 2010
  • 점용접은 자동차 산업에서 차체 구조물의 대표적 접합방법으로서 차량에 피로하중이 작용할 경우 구조물 전체의 파손 발생이전에 점용접부 일부에 조기 피로파손의 발생가능성이 존재한다. 이러한 점용접부의 국부적 파손은 차량 구조물의 동적 반응 및 이에 따른 피로거동의 변화를 야기할 가능성이 존재한다. 따라서 차량과 같이 스펙트럼하중을 받는 구조물의 피로수명 평가를 위해서는 이러한 점용접부의 국부적 파손에 의한 동적 반응의 변화를 고려하여야 한다. 본 논문에서는 점용접부의 누적피로손상으로 인한 동적반응의 변화를 고려한 진동피로해석을 수행하였다. 이에 필요한 S-N 선도는 전단 점용접 시험편에 대한 일정진폭 피로시험을 통하여 획득하였다. 또한 스펙트럼하중하의 점용접부의 피로수명은 유한요소해석에 기반한 진동피로해석을 통하여 평가하였다.

헵탄 풀화재에서 화염안정성에 관한 주위류 효과 (The coflow effects on the flame stability of Heptane pool fire)

  • 정태희;이의주
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.258-261
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    • 2012
  • 풀화재에서 화염화염진동은 주위공기와의 밀도차에 의한 부력효과에 기인하여 주로 발생한다. 본 연구는 풀화재의 화염불안정성에 대해 산화제 유속 및 농도 변화에 따른 효과를 검토하기 위하여 컵버너 실험을 수행하였다. 실험결과는 산화제의 농도를 변화시켰을 경우에는 산화제의 불활성기체의 농도가 증가할수록 청염의 길이가 길어지고 컵버너 끝단으로부터 부상되는 것이 관찰된다. 한편, 산화제의 유속이 증가함에 따른 진동주파수가 감소함을 보인다. 이는 무차원 변수로 표현되는 주파수와 부력의 관계로 도시하였을 때 다양한 속도스케일을 사용할 수 있었지만, 연료와 산화제의 유속차로 정의되는 특성속도인 경우에 정지되어 있는 공기중에서의 풀화재 진동과 일치하는 관계식을 얻을 수 있었다. 그리고 진동주파수는 산화제 희석율과는 특정한 관계를 보이지 않는데 이는 국부적 화염구조와 연관성을 가지기 때문으로 판단된다.

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전역좌표계에 근거한 부분구조합성법과 국부좌표계에 근거한 부분구조합성법의 비교 (Comparison of Substructure Synthesis Methods based on Global and Local Coordinates)

  • 곽문규;나성수;배병찬
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권7호
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    • pp.712-719
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    • 2006
  • This paper is concerned with the comparison of substructure synthesis methods based on global and local coordinates. The substructure synthesis methods based on the global coordinates were first proposed for the dynamic analysis of complex structure and the substructure synthesis method based on the local coordinates was proposed to solve the dynamic problem of tree-like structure. However, the conceptual difference between two methods in solving the dynamic problem has never been explained. In this paper, a structure consisting of two beams is considered to show the conceptual difference of two methods. The dynamic formulation shows the characteristics and differences of two methods explicitly. The procedure for choosing proper substructure modes in each method is also explained in detail. In addition, the advantage of the substructure synthesis method based on the local coordinate system is discussed based on the numerical example. Numerical examples show how two methods are applied to the addressed problem.

국부적 불연속을 갖는 도파관을 따라 전파되는 파동에 대한 파수 영역 유한 요소 해석 (Propagation of Structural Waves along Waveguides with Non-Uniformities Using Wavenumber Domain Finite Elements)

  • 유정수
    • 한국음향학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.191-199
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    • 2014
  • 파이프, 평판과 같이 단면의 형상이 길이 방향으로 일정한 도파관 구조물을 따라 전파되는 진동의 반사 및 투과 특성은 여러 공학 분야에서 응용되는 중요한 주제이다. 도파관에 조인트 또는 균열 등의 국부적 불연속이 있는 경우, 스펙트럴 요소(spectral element)와 유한 요소(finite elment)를 결합한 SE/FE 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 이 방법은 보 이론에 기반한 스펙트럴 요소가 사용되므로 저주파수 대역 해석에 국한되는 단점이 있다. 고주파수 대역 해석에는 스펙트럴 수퍼 요소(spectral super element)와 유한 요소를 결합한 SSE/FE 방법이 제안되었으나 유한요소와 스펙트럼 요소의 연성으로 인해 많은 연산 시간이 요구된다. 이러한 문제점을 개선하고자, 본 연구에서는 국부적 불연속 구간의 단면이 일정한 경우에 대해 국부적 불연속 구간을 스펙트럴 수퍼 요소로 대체한 SSE/SSE 연성 해석을 시도하였다. 적용 모델로는 국부적 결함을 가진 레일의 파동 반사 및 투과, 그리고 주기적 보강재를 가진 평판의 진동전파에 대해 적용하였다. 결함을 가진 레일의 해석 예를 통해, 본 논문에서 사용한 SSE/SSE 방법과 기존의 SSE/FE 방법의 성능을 비교하였다. 보강재를 가진 평판의 예를 통해서는 반복 구조를 가진 도파관의 파동 전파 특성 해석에 SSE/SSE 방법이 유용함을 확인하였다.

압전재료를 이용한 지능구조물의 능동 진동제어

  • 곽문규
    • 소음진동
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    • 제5권3호
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    • pp.292-302
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    • 1995
  • 압전재료를 이용한 능동진동제어에 관한 연구동향과 연구결과를 살펴보았다. 능동 진동제어에 사용되고 있는 감지기/작동기들 중 압전세라믹은 몇 가지 장점을 지니고 있어 그 적용에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있는 것이 현실이며 실제 구조 물로의 적용이 이루어지고 있다. 압전세라믹을 이용한 진동제어는 박판으로 이루어진 국부구조물의 진동제어에 적합하며 그래서 자동차의 진동소음제어, 위성체 태양판의 진동제어에 사용할 수 있고 또한 겹쳐놓은 형태의 압전세라믹은 트러스 구조물의 능동 멤버로 활용할 수 있다. 이렇게 겹쳐놓은 압전세라믹 구조는 진동 고립(vibration isolation)을 원하는 장비의 지지대로 사용할 수 있어 그 응용분야가 넓다. 최근까지 도 압전세라믹을 이용한 진동제어는 주로 외팔보, 또는 평판과 같은 단순한 기하학적 형상을 가진 구조물에 국한되어 연구가 진행되어 왔고 제어기법 또한 그동안 전기 제어분야에서 개발되어 온 기법들을 적용하는 현상을 보였는데 구조물의 자유도가 무한대임을 고려할때 앞으로 구조물에 합당한 제어기법의 개발이 요망된다고 하겠다. 이 논문에서 선보인 PPF와 SRF 제어 기법은 필자가 간단히 회로를 구성하여 실험을 수행하였는데 압전재료의 진동제어 기법으로 단순하면서도 효율적인 제어기법이라고 말할 수 있다. 압전재료를 이용한 진동제어에 관한 국내의 연구활동이 미미한 상태 이으로 이분야에 대한 연구자들의 관심을 모을 필요가 있다. 압전세라믹 감지기와 작동기의 설치는 그동안 압전세라믹 판을 직접 구조물에 접착시킨 형태로 진행되었 는데 새로운 형태의 압전세라믹 작동기의 개발이 시급하다. 이는 높은 전압을 필요로 하는 진동제어는 필수적으로 커다란 부대시설을 요구하게 됨으로 전압을 높이지 않고 도 진동제어를 효율적으로 할 수 있는 압전세라믹의 제조가 필요하다고 하겠다. 필자 는 이런 목적으로 다층 압전세라믹(multilayer piezoceramic plate)을 제작한 적이 있었는데 실험결과는 신통치 않았다. 또한 압전세라믹을 길고 얇은 조각으로 잘라 사용하는 방법로 있었으나 세라믹의 절단시 다이아몬드 컷터를 사용해야 되어 제작이 곤란했다. 또한 압전세라믹이 부서지기 쉬운점을 개선한다면 진동제어에 있어 아주 효과적인 감지기/작동기가 될 수 있을 것이다.

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Nonlocal 효과를 고려한 탄소나노파이프의 유체유발 진동 (Flow-induced Vibration of Carbon Nanopipe with Nonlocal Effect)

  • 최종운;김성균;송오섭
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.38-45
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    • 2012
  • In this paper, flow-induced flutter instability of a cantilever carbon nanotube conveying fluid and modelled as a thin-walled beam is investigated. Analytically nonlocal effect, transverse shear and rotary inertia are incorporated in this study. The governing equations and the boundary conditions are derived through Hamilton's principle. Numerical analysis is performed by using extended Galerkin method which enables us to obtain more exact solutions compared with conventional Galerkin method. Variation of critical flow velocity of carbon nanopipes based on three different models such as analytically nonlocal model, partially nonlocal model, and local model are investigated and pertinent conclusion is outlined.

겹침이음부 및 국부적 층댐퍼를 갖는 보의 횡진동 특성 (Lateral Vibration of Beams with a Bonded Lap Joint and Partial Layered Dampers)

  • 박정일;최낙삼
    • 소음진동
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    • 제9권1호
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    • pp.174-183
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    • 1999
  • An analytical model for the lateral vibration of beams with a bonded lap joint and partial layered dampers has been proposed in this paper. Both shear and normal forces acting along the interface between the elastic and viscoelastic layers were considered in the vibration analysis. Analytical results were compared with those obtained by a finite element method. Effects of the size and location of layers in partial dampers on system loss factor($\eta_s$) and resonant frequency($\omega_r$) were studied. which showed that partial dampers adhered to the site exhibiting the maximum amplitude of vibration were most influential in the increase of $\eta_s$ and the decrease of $\omega_r$. Specific system loss factor( $\eta_s$ divided by total mass of system) was also evaluated in the analysis.

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외력을 받는 주기적 구조물의 진동 국부화 (Vibration Localization of a Periodic Structure Undertaking External Force)

  • 김재영;유홍희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.543-548
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    • 2000
  • Vibration localization of a periodic structure with mistuning is presented in this paper. Mistuning in periodic structures can lead to an increase of the forced response which is much larger than those of perfectly tuned assembly. Thus, mistuning has a critical impact on high cycle fatigue in structures, and it is of great importance to predict the mistuned forced response in efficient manner. In this paper, forced response of a coupled pendulum is investigated to identify localization effects of periodic structures. The effects of mistuning and damping on the maximum forced response are examined. It is seen that in certain condition of mistuning and coupling, strong localization occurs and this can be significant under weak damping.

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선박 국부구조 3 축 방향 가진 실험장치 개발 (The development of the 3 axes exciter for the local structure)

  • 이찬희;김희원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.686-690
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    • 2012
  • The modal test has been carried out using the exciter machine to investigate the vibration characteristics of the hull and super structure of the ship. The conventional exciter acts only one(1) direction and the exciter should be reinstalled for different direction test, which consumes additional expense. The 3 axes exciter has been designed of which force acts three directions without reinstallation for efficient modal test of the ship. It consists of rotatable base frame structure and the clutch mechanism for the unbalances to excite three directions. And the 3 axes exciter for the local structure has been made in advance and its performance test was carried out in the laboratory. The developed 3 axes exciter shows the ability of three-directions excitation with simple operation and modal test for the various local structure of the ship will be performed.

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Scale effect를 고려한 탄소나노튜브의 유체유발진동 (Scale Effect on the Flow-Induced Vibration of Carbon Nanotubes Conveying Fluids)

  • 최종운;김성균;박상윤;김영준;송오섭
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.147-152
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    • 2011
  • In this paper, static and oscillatory loss of stability of carbon nanotube conveying fluid and modelled as a thin-walled beam is investigated. Analytically nonlocal effect, transverse shear and rotary inertia are incorporated in this study. The governing equations and the boundary conditions are derived through Hamilton's principle. Numerical analysis is performed by using extend Galerkin method which enables us to obtain more exact solutions compared with conventional Galerkin method. Variations of critical flow velocity for analytically nonlocal effect, partially nonlocal effect and local effect of carbon nanopipes are investigated and pertinent conclusion is outlined.

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