• Title/Summary/Keyword: 굽힘 비틀림 연성 진동

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Bending-Torsional Vibration Characteristics of Large Structures Influenced by Coupling Effects (연성효과에 의한 대형 구조물의 굽힘-비틀림 진동특성)

  • 송창용;손충열;송재영
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.208-216
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    • 1995
  • 대형선박, 항공기, 초고층 건축물 등은 얇은 박판 형태의 보로 이상화하여 구조 및 진동해석을 수행할 수 있다. 이러한 형태로 이상화한 구조물은 비틀림 강도면에서 매우 취약함을 보이고, 굽힘-비틀림 진동은 단면형상에 따라 연성도가 심화된다. 상하 굽힘 진동은 탄성거동 영역에서 도심과 전단중심이 일치하는 대칭 진동(Symmetric vibration) 현상을 보인다. 그러나, 수평 굽힘 진동은 도심과 전단중심의 차이가 커질수록 즉, 연성도가 높아질수록 비틀림 진동과 복합되어 복잡한 비대칭 진동(Antisymmetric vibration) 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 연성효과에 의한 수평 굽힘 진동과 비틀림 진동 현상에 대한 연구를 수행하였고, 진동계산을 위해서 전달행렬법(Transfer Matrix Method)을 사용하였다. 수치계산은 첫번째로, 도심과 전단중심의 차이가 매우 작아 연성도를 무시할 수 있을 정도의 구조물에 대해서 일반적인 수평 굽힘 진동 현상과 비틀림 진동 현상을 연구하였다. 두번째로, 연성도가 매우 심할 경우에 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 Timoshenko 보의 이론과 Vlasov 보의이로네 따라 각각 계산을 수행하였다. 마지막으로, 첫번째와 두번째 구조를 결합한 경우에 대해서 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 연구하였다. 이 경우에 두 구조물의 결합부에서 비틀림 강성과 Warping 강성의 심한 변화로 인한 불연속 경계면이 발생하게 되고 이때의 진동해석을 위해서 보 이론에 기초를 두고 상당히 높은 정확도를 제공하는 Haslum[2] 등과 Pedersen[3]이 제시한 이론을 이용하였다.

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An Experimental Study on Chaotic Vibrations of a Thin Beam under Torsional Excitation (지지부에 비틀림 하중을 받는 얇은 빔의 혼돈역학에 관한 실험적 연구)

  • 권태호;주재만;박철희
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.191-196
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    • 1995
  • 지지부에 비틀림 하중을 받는 Elstica는 비틀림 운동을 하며, 그 가진 주파수가 굽힘모드 근처일 때는 해당하는 굽힘 모드의 운동까지도 동시에 존재하게 된다. 이때 가진력의 크기가 작을때는 주기적인 운동이 된다. 가진력의 크기가 증가함에 따라 굽힘 운동은 굽힘 1차 모드와 연성된 유사주기운동이 발생하며, 이떤 범위 이상이 되면 굽힘 운동과 비틀림 운동이 결합된 진폭이 매우 크고 불규칙적인 비평면 운동(out of plane motion)이 발생하게 되며 이 때의 운동은 혼돈운동이다. Elastica가 굽힘 3차 고유진동수 근방의 주파수로 비틀림 하중을 받을 때의 정확한 이론적 해석을 위해서는 굽힘 3차모드 까지는 반영할 수 있는 식이 모델링 되어야 할 것으로 보인다. 이것은 복잡한 비평면운동을 할 때 굽힘 3차 모드까지 관찰된다는 사실에 근거한다.

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Bending-Torsional Vibration Characteristics of Large Structure Influenced by Coupling Effects (연성효과에 의한 대형 구조물의 굽힘-비틀림 진동특성)

  • 송창용;손충열;송재영
    • Journal of KSNVE
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    • v.6 no.4
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    • pp.431-438
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    • 1996
  • The channel type structure which has large openings is frail with respect to torsional strength, and the horizontal-torsional motion is highly coupled, because of the large difference between the centroil and the shear center. Also, a discontinuous boundary phase is came from tansition section between the opened section and the closed section. To analyze the Bending- Torsional coupled mode parameters for the channel type structure, the Transfer Matrix Method was used. Comparing the result of F.D.M.T.M.M yields good results in relatively low frequency region.

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Dynamic analysis of bending-torsion coupled vibration of non-symmetric beam (비대칭 보의 굽힘-비틀림 연성 진동 해석)

  • 강병식;홍성욱;박중윤;조용주
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.220-225
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    • 2001
  • Asymmetric beams cause complicated vibration phenomena due to the inherent bending-torsion coupled vibration. In this paper, an exact dynamic element matrix for the bending-torsion coupled vibration of asymmetric beam is derived. An application of the derived exact dynamic element matrix is demonstrated by an illustrative example, wherein the natural frequencies by the proposed modeling method are compared with those available in the literature. Another numerical example is also illustrated which deals with a general beam with joints. The numerical study shows that the exact dynamic element model is useful for the dynamic analysis of asymmetric bending-torsion coupled beams.

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Steady State Amplitude Analysis for a Nonlinear Oscillating Cantilever Beam in Case of 1:1 Internal Resonance (비선형 진동 외팔보의 1:1 내부공진 경우 정상 상태 응답 해석)

  • 이수일;장서일;이장무
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1996.04a
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    • pp.376-383
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    • 1996
  • 보(beam)는 기계 구조 및 항공 우주 구조물의 기본적인 요소로서, 특히 큰 동적 거동을 하는 경우는 비선형성이 두드러지게 나타나는 것으로 알려져 있고[4], 헬리콥터의 회전날개(rotor blade)나 두께가 얇은 고속회전 축등의 경우에는 비틀림(torsion)과 굽힘(bending) 운동이 비선형 연성되어 나타나게 된다. 이러한 비선형 연성 효과를 갖는 경우에는 운동의 양상이 복잡하게 전개된다. 따라서 본 연구에서는 비선형 연성운동이 생기는 이러한 단순 외팔보에 대해 비선형 진동 특성을 파악하고 각 비틀림(internal resonance)현상[5]에 따른 정상상태 진폭 응답의 해석을 그 목적으로 한다.

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Exact Solutions for Bending-Torsion Coupled Vibration of Composite Timoshenko Beam (복합재 티모센코 보의 굽힘 비틀림 연성 진동에 대한 엄밀해)

  • Hong, Seong-Uk;Gang, Byeong-Sik;Park, Jung-Yun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.25 no.10
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    • pp.1559-1566
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    • 2001
  • This paper proposes a dynamic analysis method for obtaining exact solutions of composite Timoshenko beams, which are inherently subjected to both the bending , and torsional vibrations. In this paper, the bending-torsion coupled vibration of composite Timoshenko beam is rigorously modelled and analyzed. Two numerical examples are provided to validate and illustrate the bending-torsion coupled vibration of composite Timoshenko beam structure. The numerical examples prove that the proposed method is of great use for the dynamic analysis of dynamic structures composed of multiply connected composite Timoshenko beams.

A Mathematical Approach for Analysis of Modes in Pickup Actuators (운동방정식에 의한 픽업 액추에이터 모드 분석)

  • Lee, Kyung Taek
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2013.04a
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    • pp.73-78
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    • 2013
  • In this paper, the vibration for a pickup actuator is described by mathematically analyzing its suspension configuration and motion, confined to lateral and torsional directions of suspensions. In order to prove the accuracy of this result, it is compared to a finite element analysis. Also it is shown that modal frequencies can be modified by changing design parameters in mathematical motion expressions.

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Analysis of Vibration for the Pre-twisted Beam Considering the Effect of Rotary Inertia Using the Transfer Matrix Mathod (전달행렬법을 이용하여 비틀림 각과 회전관성을 고려한 보의 진동해석)

  • Lee, Jung Youn
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.26 no.2
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    • pp.217-224
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    • 2016
  • In this study, a transfer matrix method (TMM) for a twisted uniform beam considering the effect of rotary inertia is developed, and the differential equation and the displacements and forces are derived from Hamilton's principle. The particular transfer matrix is derived by applying the distributed mass and transcendental function while using a local coordinate system. In addition, the results obtained from this method are independent for a number of subdivided elements, and this method can determine the exact solutions for the free vibration characteristics of a twisted uniform Rayleigh beam. To validate the accuracy of the proposed TMM, the computed results are compared with those reported in the existing literature, and the comparison results indicate notably good agreement. In addition, the method is used to investigate the effects of rotary inertia for a twisted beam.