• Title/Summary/Keyword: 실험적모드해석

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정규모드 동역학을 활용한 비선형 진동

  • 박철희
    • Journal of KSNVE
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    • v.7 no.1
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    • pp.6-12
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    • 1997
  • 물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

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A Study on the Analysis Model of AC/DC Switch-mode Converter (AC/DC 스위치모드 컨버터의 해석모델에 관한 연구)

  • 오인석;박한웅;박진규;성세진
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.3 no.1
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    • pp.70-76
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    • 1998
  • A switch-mode AC/DC converter with high input power factor and sinusoidal input current waveforms is analyzed and modelled for computer simulation. The developed mathematical model for this converter can be used to examine the transient and steady-state performance for selecting the proper ratings of filter, boost inductor and semiconductor devices or the effects of this converter under normal and fault operating conditions on the associated power systems. The proposed model and computer programs are confirmed by comparing with the experimental results.

Damage Detection of a Steel Member Using Modal Testing (강부재의 손상발견을 위한 모달실험 기법)

  • Jang, Jeong Hwan;Lee, Jung Whee;Kim, Sung Kon;Chang, Sung Pil
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.9 no.4 s.33
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    • pp.467-477
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    • 1997
  • A series of experimental tests have been performed on a tube beam in which artificial damage is applied in order to address damage detectability using modal analysis. Modal parameters considered are frequency, displacement mode shape and strain mode shape CoMAC(Coordinate Modal Assurance Criterion) and Modal Vector Error have been adopted for presenting the change of displacement mode shape and strain mode shape. It is revealed strain mode shape is the most sensitive to damage.

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Experimental Evidence and Analysis of a Mode Conversion of Guided Wave Using Magnetostrictive Strip Transducer (자기변형 스트립 탐촉자에 의한 유도초음파 모드 변환에 대한 실험적 검증 및 해석)

  • Cheong, Yong-Moo
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.29 no.2
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    • pp.93-97
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    • 2009
  • An advantage of a magnetostrictive strip transducer for a long-range guided wave inspection is that the wave patterns are relatively clear and simple when compared to a conventional piezoelectric ultrasonic transducer. Therefore, if we can characterize the evolution of defect signals, it could be a promising tool for a structural health monitoring of pipes for a long period of time as well as an identification of flaws. However, when evaluating a signal during a realistic field examination, it should be careful because of some spurious signals or false indications, such as signals due to a directionality, multiple reflections, mode conversion, geometrical reflections etc. Mode converted signals from a realistic piping mockup were acquired and analysed. We found mode conversions between a torsional guided wave T(0,1) mode and a flexural F(1,3) or longitudinal L(0,2) mode generated by a magnetostrictive strip transducer. Based on the experimental observations, an interpretation of the source of the mode conversion is discussed in a viewpoint of electromagnetic properties and structure of the strip transducer.

Analysis and Design of Dimming Electronic Ballast for a Compact Fluorescent Lamps (컴팩트 형광램프용 조도제어형 전자식 안정기의 설계와 해석)

  • Kim, Jong-Kil;Son, Young-Dae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07f
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    • pp.2792-2794
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    • 1999
  • 본 논문에서는 컴팩트 형광램프용 조도제어형 전자식 안정기의 각 동작 모드별 해석과 설계 및 실험적 고찰을 제시한다. 부스트 컨버터와 해프브리지형 고주파 공진형 인버터를 결합한 일단계 인버터 안정기를 제안하고 그 기본동작 및 특성에 관해 검토한다. 역률을 높이기 위한 방법으로 부스트단에서는 전류불연속 모드로 동작하도록 하였다. 전력 손실을 줄이기 위해 직렬 공진형 인버터는 영전압 영전류 스위칭 방식을 적용하였다. 출력 전압을 조정할 수 있도록 설계하여 조도제어를 구현하였으며 다단계의 조도제어가 가능해진다. 전자식 안정기 시스템을 구성하기 위한 이론적인 근거를 마련하기 위하여 공진형 인버터를 동작 모드별로 해석하고 그 결과를 토대로 동작주파수 및 회로정수를 결정하며, 실제 전자식 안정기를 제작하여 시동특성과 조광특성을 비교 분석하였다. 36W 형광램프에 대한 실험 결과와 등가회로 모델에 의한 Pspice 시뮬레이션 결과를 토대로 제안한 전자식 안정기의 적용가능성을 입증하였다.

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Experimental Modal Analysis of Perforated Rectangular Plates Coupled with Fluid (유체로 연성된 다공 직사각평판의 실험적 모드 해석)

  • 유계형;이명규;정경훈;이성철
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.900-903
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    • 2002
  • This study dealt with the experimental modal analysis of the perforated rectangular plate coupled with fluid. The natural frequencies of the perforated plate and solid plate in air were obtained by the analytical method based on the relation between the reference kinetic and maximum potential energy and compared with the experimental results. Good agreement between the results was found for the natural frequencies of the perforated plate in air. It was empirically found the natural frequencies of the perforated plate coupled with fluid. The transverse vibration modes, in-phase and out-of-phase, were observed alternately in the fluid-coupled system. Additionally, the effect of distance between perforated plate and solid plate on the fluid-coupled natural frequency was investigated.

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Structural Modal Analysis Using Substructure Hybrid Interface Modes (혼합경계의 부분구조 모드를 이용한 구조물의 모드해석)

  • 김형근;박윤식
    • 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.

Numerical Analysis and Experiment of the Vibration of Composite Plate excited by Local Friction (국부 마찰 진동에 의한 복합재료 평판의 진동 모드 해석 및 실험)

  • Kim, Seung-Jo;Hwang, Joon-Seok;Kim, Do-Nyun;Jin, Ho
    • Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.5-8
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    • 2001
  • 진동의 이해를 위한 교육적 목적을 가지고서 복합재료 평판의 진동현상을 가시화하였다. 구조 진동의 특성으로 인해 나타나는 진동 모드의 노달 라인을 가시화할 수 있도록 하였다. 구조물의 가진을 위해 복합재료 평판의 모서리를 마찰 시킴으로써 전체 구조물의 진동을 유도하였다. 제작된 복합재료 평판에 대한 수치해석 결과와 실험 결과를 비교하였다.

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Modal Analysis of Wind Turbine Blade Using Optical-Fiber Bragg-Grating Sensors (광섬유 브레그격자 센서를 이용한 풍력발전기 날개의 모드 해석)

  • Kim, Chang-Hwan;Paek, In-Su;Yoo, Neung-Soo;Nam, Yoon-Su
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.5
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    • pp.513-516
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    • 2011
  • The dynamic behavior of a small wind-turbine blade was analyzed experimentally. Arrays of fiber Bragg-Grating (FBG) sensors attached along the blade were used to measure the strains of the blade surface. An impact test was performed to estimate the resonance frequencies of the fundamental and higher modes of the cantilever blade system developed for this study. The results were similar to the results for conventional strain gages. However, FBG sensors could sense modes that strain gauges could not sense. The strains obtained from the FBG sensor array were used to estimate displacement-mode shapes of the blade.

Characteristics of Braid bars by Double Fourier Analysis (2중 퓨리에 해석에 의한 망상하천에서 사주의 특성 분석)

  • Jang, Chang-Lae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.529-533
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    • 2012
  • 본 연구에서는 실내실험을 통하여, 하안침식을 고려한 망상하천에서 저수로의 이동특성을 조사하며, 2중 퓨리에 해석에 의하여 사주의 거동특성을 분석하였다. 실내실험은 평균입경이 1.4 mm이고, 표준편차가 1.35인 균일사로 10 cm 의 두께로 전체가 균등하게 채워진, 길이가 12 m, 넓이 2 m 수로에서 수행하였다. 각 시간별 하도의 지형변화에 대하여 2 중 Fourier 해석에 의한 지배적인 성분, 즉 모드(mode)의 변화를 분석하였다. 여기서 1-1 mode는 교호사주(alternate bars)이고, 1-2 mode와 2-2 mode는 2차 횡방향 모드로서 중앙 사주(central bars)를 나타낸다. 1-3 mode와 2-3 mode는 한 단면에서 횡방향으로 3개의 사주가 형성된 것(triple row bars)를 나타낸다. 초기에는 1-1 mode인 교호사주가 지배적이지만, 시간이 증가함에 따라, 교호사주인 1-1 mode는 감소하고, 한 단면에서 3개의 사주가 형성되는 2-3 mode가 지배적인 것으로 나타났다. 이러한 원인은 시간이 지나면서 사주가 발달하고, 하안침식이 되면서, 하폭이 증가하여 상대적으로 수심이 감소하면서 복렬사주가 발달하기 때문이며, Colombini 등(1987)이 이론적으로 예측한 결과와 잘 일치한다. 한 단면에서 3개의 모드가 나타나는 것은 하상에서 변화를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 직선하도에서 사주의 수가 증가하는 것은 교호사주의 강한 비선형으로 상호작용하기 때문이다.

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