This paper introduces a spectrally formulated element method (SEM) for the beams treated with passive constrained layer damping (PCLD). The viscoelastic core of the beams has a complex modulus that varies with frequency. The SEM is formulated in the frequency domain using dynamic shape functions based on the exact displacement solutions from progressive wave methods, which implicitly account for the frequency-dependent complex modulus of the viscoelastic core. The frequency response function and dynamic responses obtained by the SEM and the conventional finite element method (CFEM) are compared to evaluate the validity and accuracy of the present spectral PCLD beam element model. The spectral PCLD beam element model is found to provide very reliable results when compared with the conventional finite element model.
The characteristics of forced vibration by an external excitation force having a frequency were analyzed according to the amplitude and frequency of the excitation force. To obtain displacement, velocity, and acceleration, numerical analysis was performed to obtain the frequency response, and in particular, each FRF(Frequency Response Function) was analyzed to reveal the location of the system natural frequency and excitation frequency in the frequency domain. In the vibration model caused by external excitation, the natural frequency and distribution of the surrounding excitation mode in displacement, velocity and acceleration FRF. The FRF was also shown in the power spectrum and FRF of real and imaginary parts. The external excitation force was approximated with the excitation force of a sine wave by giving the amplitude and frequency, the mode generated by this excitation force could be distinguished. After numerical analysis by changing the equivalent mass, damping and stiffness, the forced vibration response characteristics by external excitation force were systematically analyzed.
A bi-level damage detection algorithm that utilizes the dynamic responses of the structure as input and neural network (NN) as pattern classifier is presented. Signal anomaly index (SAI) is proposed to express the amount of changes in the shape of frequency response functions (FRF) or strain frequency response function (SFRF). SAI is calculated using the acceleration and dynamic strain responses acquired from intact and damaged states of the structure. In a bi-level damage identification algorithm, the presence of damage is first identified from the magnitude of the SAI value, then the location of the damage is identified using the pattern recognition capability of NN. The proposed algorithm is applied to an experimental model bridge to demonstrate the feasibility of the algorithm. Numerically simulated signals are used for training the NN, and experimentally-acquired signals are used to test the NN. The results of this example application suggest that the SAI-based pattern recognition approach may be applied to the structural health monitoring system for a real bridge.
동하중을 받는 진동기계기초의 동적해석을 수행하기 위해서는 지반의 임피던스함수의 적절한 산 출이 필수적이며, 회전기계 -기초 -지반의 상호작용이 고려된 동적해석이 요구된다. 이제까지 지 반의 임퍼던스함수는 주로 원형기초에 한하여 제시되어 왔으나, 기초의 형상은 실제로 지반의 임퍼 던스함수에 중요한 역할을 한다. 그러므로 본 연구에서는 여러가지 형상 및 매립된 기초에 적용할 수 있는 임퍼던스함수를 제시하였다. 그리고, 제시된 임퍼던스함수를 바탕으로, 회전기계 -기초- 지반의 상호작용이 고려된 동적해석을 수행할 수 있는 프로그램을 개발하였으며, 개발된 프로그램 을 이용하여 예제해석을 통하여 각종 임피던스함수의 적용에 따른 기계기초의 응답을 비교 검토하였다. 본 연구의 주된 결론은 다음과 같이 요약할 수 있다. 1) 주파수독립 임퍼던스함수와 주파수종속 임피던스함수를 이용한 결과를 비교해 볼 때,수평방 향과 회전방향에 대해서는 동적응답이 커다란 차이를 보이지 않으나, 연직방향 운동에 대해서는 상 당한 차이를 보인다. 2) 표면기초와 매립기초를 비교해 본 결과, 매립기초에 있어서 수평방향과 회전방향에 있어서는 동적응답이 거의 일정한 간에 도달하므로 기초가 어느 정도 매립된다면 안전측에 들어간다고 볼 수 있다. 그러나, 연직방향에 있어서는 매립여부에 따라 상당한 차이를 보인다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.5
no.2
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pp.139-150
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1981
미니컴퓨터와 디짓틸 상관법을 이용하녀 이상적인 아나로그 씨스템의 주파수 응답을 구하고 그 결과를 이론치와 비교하여 디짓탈 데이타 처리방법의 타당성을 검증하였다. 또한 이 방법을 실제로 복잡한 절삭중의 공작기계의 주파수응답 ㅕㄹ정에 적용하여 이때 야기되는 문제점을 검토하고 그 해결방안을 제시하였다. 또한 제 절삭 조건하에서 얻어진 주파수응답 함수로부터 공작기계의 아버 및 시편의 길이, 절삭 속도, 절삭깊이, 피이드율에 따른 공작기계 구조동력학의 변화를 규명하였다.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.12
no.9
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pp.702-708
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2002
The spectrum of impulse response signal from an impulse hammer testing is widely used to obtain frequency response function(FRF). However the FRFs obtained from impact hammer testing have not only leakage errors but also finite record length errors when the record length for the signal processing is not sufficiently long. The errors cannot be removed with the conventional signal analyzer which treats the signals as if they are always steady and periodic. Since the response signals generated by the impact hammer are transient and have damping, they are undoubtedly non-periodic. It is inevitable that the signals be acquired for limited recording time, which causes the errors. This paper makes clear the relation between the errors of FRF and the length of recording time. A new method is suggested to reduce the errors of FRF in this paper. Several numerical examples for 1-dof model are carried out to show the property of the errors and the validity of the proposed method.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2010.04a
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pp.713-716
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2010
본 논문에서는 코리올리 효과를 가진 압전-구조 시스템의 주파수응답 해석을 효율적으로 수행하기 위한 크리로프 부공간 모델차수축소법을 제안하였다. 이 방법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석에 효과적으로 이용되고 있다. 예제로 고려된 압전형 미소 각속도계의 해석에는 압전구동 하중과 구조체의 회전에 따른 원심력이 동시에 입력하중으로 고려되는 다중입력의 경우이므로 변환행렬 V의 생성시, block Arnoldi 과정을 이용하여 두 하중의 효과를 축소모델에 함께 고려한다. 본 문제에 제안된 축소기법을 이용한 결과, 축소모델을 이용하여 원래 시스템의 관심영역의 주파수응답을 작은 차수의 모델로도 정확하게 계산할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 다양한 가진조건과 각속도 입력 하에서의 주파수응답을 정확하고 더욱 효율적으로 계산할 수 있을 것이다.
Lee Gil-Yong;Im Ji-Hwan;Yoon Woong-Sup;Yoo Ji-Chang
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2006.05a
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pp.268-271
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2006
Combustion response function of a solid propellant is measured and calculated to study and model the feedback process between acoustic waves and combustion field. Standard Pulsed DB/AB method and related one-dimensional approximate analysis of T-burner are used to obtain the response function at a driving natural frequency. The problems related with simultaneous ignition of propellant samples are also mentioned and treated.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.13
no.2
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pp.110-122
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1996
본 논문에서는 전기유동유체(Electro-Rheological Fluid : ERF)를 함유하는 지능구조물의 동적 모델링 및 진동제어를 수행하였다. 먼저 실리콘 오일을 기본용매로 하여 조성된 ERF의 복소 전단모듈러스를 전장부하와 가진 주파수의 함수로 동적 회전모드 실험을 통하여 도출한 후, 이를 샌드위치 보 이론과 연계하여 동적 모델링을 실시하였다. 도출된 6차 편미분방정식 형태의 지배 방정식을 유한요소 모델로 이산화하여 전장부하에 따른 지능구조물의 동탄성 특성값인 감쇠 고유 주파수 및 모달 손실계수를 주파수 영역에서 얻었다. 그리고 ERF를 함유한 샌드위치 형태의 지능구조물을 제작한 후 실험적으로 얻은 동탄성 특성값과 모델에 의해 예측된 동탄성 특성값을 비교 고찰하여 제시된 동적 모델에 대한 타당성을 입증하였다. 또한 모델을 통해 전장부하 함수로 예측된 주파수 응답곡선 중에서 각 주파수 대역에 대해 최소 변위가 되는 응답곡선을 요구응답으로 설정한 후, 그에 해당하는 전장부하를 선정하는 논리적인 능동 진동제어 알고리즘을 제안하였다. 제어알고리즘의 유용성을 입증하기 위해 실험적으로 수행된 능동 진동제어 결과를 주파수영역과 시간영역에서 제시하였다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.26
no.5
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pp.872-880
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2002
The finite element analysis is frequently used to predict dynamic responses of complex structures. Since the predicted responses often differ from experimentally measured ones, updating of the finite element models is performed to make the finite element results agree with the measured ones. Among several model updating methods, one is to use FRF(frequency response function) data without a modal analysis. This paper investigates characteristics of the model updating method in order to improve the method. The investigation is focused on how to obtain FRFs for unmeasured rotational displacements and how to consider damping. For the investigation simulated data and experimental data for a cantilever beam are used.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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