• Title/Summary/Keyword: 평면내 자유진동

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고정된 원형 플레이트의 평면내 자유진동 (Free In-plane Vibration of a Clamped Circular Plate)

  • 박찬일
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.836-839
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    • 2005
  • The in-plane vibration response of a clamped circular plate should be predicted in many applications. Up to now, papers on the in-plane vibration of rectangular plate are published. However, analytical derivation on the in-plane vibration of the clamped circular plate is not carried out. Therefore, the in-plane vibration of the clamped circular plate is the concern of this paper. In order to derive the equations of motion for the clamped circular plate in the cylindrical coordinate, the kinetic energy and potential energy for the in-plane behavior are obtained by us ing the stress-strain-displacement expressions. Application of Hamilton's principle leads to two sets of differential equations. These displacement equations were highly coupled. It is possible to obtain a simpler set of equations by introducing Helmholtz decomposition. Substituting them into the coupled differential equations, we obtain the uncoupled equations of motion. In order to solve them, we assume that the solutions are harmonic. Then, they lead to the wave equations. Using the separation of variable, we obtain the general solutions for the equations. Based on the solutions, the displacements for r and $\theta$ direction are assumed. Finally we obtain the frequency equation for the clamped circular plate by the application of boundary conditions. The derived equation is compared with the finite element analysis for validation by using the some numerical examples.

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수치해석(미분구적법 DQM)을 이용한 곡선보의 진동분석 (Vibration Analysis of Curved Beams Using Differential Quadrature)

  • Ki-Jun Kang
    • 한국안전학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.199-207
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    • 1999
  • 곡선보(curved beam)의 평면내(in-plane)와 평면외(out-of-plane)의 자유진동을 해석하는데 differential quadrature method (DQM)를 이용하여 다양한 경계조건(boundary conditions)과 굽힘각 (opening angles)에 따른 진동수(frequencies)를 계산하였다. DQM의 결과는 엄밀해(exact solution) 또는 다른 수치해석(Rayleigh-Ritz, Galerkin 또는 FEM) 결과와 비교하였으며, DQM은 적은 요소(grid points)를 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었다.

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전단변형이론 및 미분구적법을 이용한 곡선보의 내평면 진동해석 (In-Plane Vibration Analysis of Curved Beams Considering Shear Deformation Using DQM)

  • 강기준;김병삼
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.793-800
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    • 2006
  • 곡선보(curved beam)의 회전관성(rotatory inertia) 및 전단변형(shear deformation)을 고려한 평면내(in-plane) 자유진동을 해석하는데 미분구적법(DQM)을 이용하여 고정-고정 경계조건(boundary conditions)과 다양한 굽힘각(opening angles)에 따른 진동수(frequencies)를 계산하였다. DQM의 결과는 엄밀해(exact solution) 또는 다른 수치해석(Rayleigh-Ritz, Galerkin 또는 FEM) 결과와 비교하였으며, DQM은 적은 요소(grid points)를 사용하여 정회한 해석결과를 보여주었다.

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소수주형 수평곡선 강교량 상부구조의 자유진동 특성 분석 (Free-vibration Characteristics of Two-I-girder Steel Bridges Curved in Plan)

  • 이기세;김승준
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.365-371
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    • 2016
  • 두 개의 I형 거더로 이루어진 소수주형 교량의 경우, 합성 후 슬라브와 거더가 하나의 단면으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 평면 외방향의 휨에 대한 중립축은 강축으로 간주 될 수 있다. 따라서 자유진동 모드에서는 평면 내의 휨거동이 지배적일 것이라 쉽게 예상할 수 있다. 그러나 곡선 교량은 직선교량과 달리 초기곡률로 인하여 중력하중 하에서도 항시 비틀림 모멘트가 작용한다. 휨과 비틀림의 상호 작용은 거더의 거동을 복잡하게 하며, 때에 따라서는 비틀림 모드가 휨모드보다 지배적으로 작용할 수 있게 된다. 다시 말해, 같은 환경 하에서 곡선교량은 초기 곡률에 따라 동특성이 달라질 수 있게 된다. 현재까지 수평 곡선 거더의 자유진동에 관한 연구는 많이 이루어져 왔으나 합성 거더에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 곡률 중심각의 변화에 따른 모드 변화와 고유 주파수의 변화를 3차원 모델링을 통하여 검증 하였다. 해석 모델은 합성 전후에 대하여 작성 되었으며, 고유 주파수와 진동 모드 변화를 고찰하였다.

미분구적법을 이용한 곡선보의 태평면 진동분석 (In-Plane Extensional Vibration Analysis of Curved Beams using DQM)

  • 강기준;김병삼
    • 한국안전학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.99-104
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    • 2002
  • 아크축(arch axis)의 연장(extensibility) 및 회전관성(rotatory inertia)을 고려한 곡선보(curved beam)의 평면내(in-plane) 자유진동을 미분구적법(DQM)을 이용하여 다양한 경계조건(boundary conditions)과 굽힘각(opening angles)에 따른 진동수(frequencies)를 계산하였다. DQM의 결과를 다른 수치해석결과와 비교하였으며, DQM은 적은 요소(grid points)을 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었다.

車輪과 鐵路의 連成振動에 관한 硏究 (A Stusy on the Coupled Vibration of Train Wheel and Pail - Dynamic Characteristics of Train Wheel with the Stepped Thickness -)

  • 김광식;박민태
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.63-73
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    • 1987
  • 본 논문에서는 차륜을 등방성, 균질 재료라고 가정하였으며 웨브와 림의 두께 가 서로 다른 환형원판으로써 내원주는 고정되고 외원주는 자유라고 가정하였다. 외 원주상의 한 점에서 철로와의 구름조건에 따라 변하는 반경방향의 반력에 의한 내평면 압축응력과 원판의 회전에 의한 내평면 압축응력을 고려하고, 두께가 변하는 웨브와 림의 경계면에서의 연속조건을 이용하여 차륜의 횡진동방정식을 세워서 Rayleigh-Ritz 방법으로 수치해석을 하여 고유진동수와 임계좌굴하중을 계산하고, 실제 차륜의 1/6크 기로 형상화하여 제작한 연성진동장치로 실험하여 이론치와 비교, 검토하였다.

DQM을 이용한 비대칭 곡선보의 내평면 진동해석 (In-Plane Vibration Analysis of Asymmetric Curved Beams Using DQM)

  • 강기준;김영우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.2734-2740
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    • 2010
  • 미분구적법을 이용하여, 전단변형을 고려하지 않은, 단면적이 변하는 비대칭 곡선 보의 면내 자유진동을 해석하였다. 다양한 경계조건 및 굽힘 각에 따른 진동수를 계산하였고, 그 결과를 다른 수치해석들과 비교하였다. 미분구적법은 비교적 적은 요소를 사용하고도 정확한 해석결과를 보여준다.

혼합법칙을 이용한 황동 개재물이 있는 Al 정사각판의 고유진동수 해석 (A Study on the Natural Frequency of Al Square Plates with a Brass Inclusion using Rule of Mixtures)

  • 이윤복;이세훈;이영신
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.399-406
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    • 2006
  • 황동 개재물이 있는 Al 정사각판의 고유진동수는 혼합법칙을 이용하여 해석되었다. 혼합법칙에 의한 고유진동수는 개재물의 크기에 따른 유효 내평면 파동속도와 무차원 진동수 매개변수와의 곱으로 이루어진다. 해석모델은 외팔형, 2변 고정-2변 자유형, 3변 고정-1변 자유형 및 4변 고정형의 황동 개재물이 있는 4가지의 Al판이다. 자유단이 1개 이상 존재하는 경계조건에서 개재물이 판의 중앙에 위치하였을 때 개재물에 대한 판 전체의 면적비가 1/9 이하이면 혼합법칙 및 유한요소 해석에 의한 고유진동수는 10% 이내로 잘 일치하였다 4변 고정형 경계조건을 제외하고 3가지 경계조건에서 개재물이 판중앙에 있을 경우 개재물의 크기가 커짐에 따라 개재물이 있는 판의 고유진동수는 낮아짐을 알았다. 또한 개재물의 밀도가 판의 밀도보다 작을 때, 개재물 크기가 커짐에 따라 개재물이 있는 판의 고유진동수는 높아진다.