• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.130-135
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• 1992

복잡한 구조물의 동특성 해석은 수치 해석적인 방법과 실험적 방법 모두 단 순 구조물의 동특성 해석에 비해 정확도가 떨어지는 반면 계산시간과 노력 은 크게 증가하게 된다. 이 경우 구조물 전체를 여러개의 간단한 부분 구조 계로 부할하고, 각 부분 구조계에 대해서 해석후 그 결과들을 적절한 결합 조건하에서 다시 조합하여 전체 구조계에 대해 동특성 해석을 수행하거나, 고감쇠 처리된 구조물과 같이 고전적 이론 해석기법의 적용이 어려운 경우 실험적인 해석방법과 이론적인 해서방법을 혼합 사용할 수 있는 부분 구조 합성법(Substructural Synthesis Method)을 사용하는 것이 효과적이다. 부분 구조합성법은 1) 응답특성을 이용한 방법 2) 모우드 특성을 이용한 방법 3) 특성행렬을 이용한 방법 등이 있으며 본 연구에서는 부분 구조계 응답함수 로부터 직접 특성행렬을 산출하는 방법을 이용하여 전체 구조계의 동특성을 해석할 수 있는 부분 구조 합성법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.221-226
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• 1995

터빈 익렬, 펌프 익차, 원형 냉각탑, 치차 등과 같이 동일한 형상이 원주 방향으로 반복되어 있는 순환 대칭 구조물의 진동특성을 유한 요소법을 사용하여 해석하는 경우에 전체구조를 모델링하는 대신에 구조물을 동일한 형상의 부분구조로 분할하여 부분구조 한개만을 모델링하고 분할된 경계에서 적절한 경계조건을 부과하여 진동해석을 수행함으로서 컴퓨터 기억용량을 절감시키고 계산시간을 단축할 수 있는 방법이 널리 사용되고 있다. Orris and Petyt[1]는 부분구조의 양쪽 분할 경계면, 즉 연결 경계상에 있는 절점변위의 상관관계를 복소파동전파식을 이용해서 구하여 부분구조의 감소된 복소강성행렬 및 질량행렬을 만들고 실수부와 허수부를 분리하여 유한요소해석을 수행하는 방법을 제안하였다. 유한요소 프로그램 ANSYS[2]에서는 이와 같은 방법을 사용하고 있다. Thomas[3]는 순회 정규모드를 이용하였고, 참고문헌[4]에서는 순회행렬을 이용하였다. 또한 유한요소 프로그램 MSC/NASTRAN[5]에서는 푸리에 급수를 이용하고 유한요소 절점의 위치 및 변위를 원통 좌표계를 표현하여 순환대칭구조물의 유한요소해석을 수행할 수 있도록 되어있다. 본 논문에서는 순환 대칭구조물의 형상의 주기성과 순환성을 고려하여 이산퓨리에 변환을 이용함으로써 순환대칭구조물의 유한요소진동해석을 체계적으로 저용량의 컴퓨터에서 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.3
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• pp.28-32
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• 1994

본 고에서는 부분구조합성방법에 대해 지금까지 연구된 기법들을 전부 포함시키지는 못했지만 이들을 몇가지로 대별하고 이론적 배경과 특징을 개괄적으로 고찰해 보았다. 부분구조합성방법이 처음 진동해석에 도입된 초기에는 주로 계산시간의 단축과 전산기 용량을 극복하기 위한 관점 에서 이 방법이 많이 사용되고 연구되어 왔다. 전산기가 급속도로 발달된 지금에도 부분계를 독립적으로 설계 해석할 필요성과 실험결과와 이론해석결과를 결합한 해석의 필요성 등으로 계속 연구 사용되고 있다. 방법론 자체에 대한 최근의 연구경향은 이 방법의 효율성을 유지하면서 정확도 향상방안에 대한 연구가 주류를 이루고 있으며, 또 이 방법의 장점을 살려 대형구조계의 동특성 최적화에 적용하는 연구들이 많이 이루어지고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.39 no.4
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• pp.393-398
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• 2015

A very important part in vibration analysis is to calculate the frequency response function (FRF). In general, a large sized or/and complicated structure has many thousands to millions of degrees. Therefore, the FRF cannot be calculated by the traditional analysis method using an inverse matrix. This paper presents a new FRF calculation method of a superstructure by synthesizing sub-structure modes, of which the DOF can be deduced by partitioning into some sub-structures. To confirm its analysis results, the method was applied to an assembled plate ($B300{\times}L900{\times}t5mm$) with three diagonal sub-plates($B300{\times}L300{\times}t5mm$) in series and compared with the measured data. The test results have were comparable those of the calculated ones with an error less than 5%.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.6 no.4
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• pp.126-135
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• 1989

In this study, in order to perform dynamic design of machine tools reasonably and effectively, a method was formulated to be applicable to the structures connected by joints having elasticity and damping by using substructure synthesis method. And to analyze chatter-free performance, a 3 dimensional cutting dynamics theory was used. Computer program package for the dynamic design of machine tools was developed by combining those and spplied to improvement of performance of NC lathe. Also, the optimization in the structural modifications of machine tool substructure was studied by evaluating the effects of the substructural modifications on total system performance.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.6
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• pp.666-673
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• 2014

Finite Element Method(FEM) is the essential tools for analyzing structural and vibration problem. But common commercial program is high-priced and the usage is not easy. Hereby the authors developed FEM program by using Matlab, whose usage is very simple and whose performance is very high. For the convenience of use and calculating efficiency Component Mode Synthesis Method is adopted, which divides a structure by some sub-structures for easy handling, analyzes them by parts and analyzes the structure with encompassing Degrees of Freedom(DOF). And encompassed DOF could be restored to full DOF. To confirm the accuracy the program was applied to a flat plate, and the results were compared to experiment, and good agreements were achieved. The developed program is going to be opened to public.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.26 no.3
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• pp.143-154
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• 2014

An improved method for evaluating effective buckling length of semi-rigid frame with inelastic behavior is newly proposed. Also, generalized exact tangential stiffness matrix with rotationally semi-rigid connections is adopted in previous studies. Therefore, the system buckling load of structure with inelastic behaviors can be exactly obtained by only one element per one straight member for inelastic problems. And the linearized elastic stiffness matrix and the geometric stiffness matrix of semi-rigid frame are utilized by taking into account 4th terms of taylor series from the exact tangent stiffness matrix. On the other hands, two inelastic analysis programs(M1, M2) are newly formulated. Where, M1 based on exact tangent stiffness matrix is programmed by iterative determinant search method and M2 is using linear algorithm with elastic and geometric matrices. Finally, in order to verify this present theory, various numerical examples are introduced and the effective buckling length of semi-rigid frames with inelastic materials are investigated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.1138-1149
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• 1993

A new mode synthesis method using Lagrange multipliers and substructure hybrid interface modes is presented. Substruture governing equations of motion are derived using Lagrange equations and the constraints of geometric compatibility between the substructures are treated with Lagrange multipliers. Fixed, free, and loaded interface modes can be employed for the modal bases of each substructure. In cases of the fixed and loaded interface modes, two successive modal transformation relations are used. Compared with the conventional mode synthesis methods, the suggested method does not construct the equations of motion of the coupled structure and the final characteristic equation becomes a polynomial. Only modal parameters of each substructure and geometric compatibility conditions are needed. The suggested method is applied to a simple lumped mass model and parametric study is performed.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.1005-1010
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• 1995

지반-구조물 상호작용해석에 부분구조법의 적용성 확인과 해석법의 개선을 모색하기 위하여, 대만 Hualien지방에 건설한 대형 내진시험 구조물의 뒷채움후 강제진동시험 결과를 부분구조법으로 예측하고 예측후상관해석을 수행하였다. 모델로서는 재료시험과 지반조사 결과로 작성된 통일모델과 예측후상관해석모델을 사용하였으며, 해석은 진동 수영역과 시간영역에서 각각 이루어졌다 연구 결과로 깊이 묻힌 구조물의 경우는 구조물이 묻힌 측면지반의 영향인 수평병진과 수평축회전의 연계 임피던스함수에 대한 적절한 평가와 해석시에 반드시 고려되어야함을 알 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.1084-1094
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• 1993

An efficient method for determining forced responses of a general linear structural system in time domain using subtructure modes and Lagrange multipliers is presented. Compared with the conventional mode synthesis methods, the suggested method does not construct the equations of motion of the combined whole structure and thus the modal parameters of the whole structure are not required. Only modal parameters of each substructure and geometric compatibility conditions are needed. Both the loaded interface free-free modes and free interface modes can be employed as the modal bases of each substructure. Recurrence discrete-time state equations based upon state transition matrix are formulated for the transient analysis of a parameter-changing system. It is shown form numerical examples that the suggested method is very accurate and efficient to calculate transient responses compares with the direct numerical integration method.