• 제목/요약/키워드: 평판진동

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레이 추적 기법을 이용한 연결된 평판 구조물의 고주파수 진동해석 (High Frequency Vibration Analysis of Arrayed Panel Structures by Using the Ray Tracing Method)

  • 채기상
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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    • pp.303-307
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    • 1998
  • 본 논문에서는 고주파수 대역의 진동 전달 현상을 묘사할 수 있는 원형파를 기본 개념으로 한 레이 추적기법(RTM)을 개발하였다. 2차원 원형파를 묘사할 수 있는 레이튜브 개념을 제안하고, 진동 연성경계에서의 입사파, 전달파, 그리고 반사파가 경계조건을 만족하도록 관계식을 유도하였다. 이를 평판 연속 구조물이 고주파수 진동 전달 해석에 적용하여 보았으며, 유사 해석 기법인 SEA 및 파동 인텐시티해석법(WIA)과의 비교를 수행하여 보았다. 그 결과, SEA에 비하여 이론해와 더 잘 맞는 예측 결과를 관찰할 수 있었으며 WIA와 유사한 결과를 보임을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제안된 RTM은 진동전도해석(VCA)과 같이 지역적 정보를 알 수 있는 장점도 가지고 있으며, 2차원 진동구조물의 고주파수 진동 전달 해석시 기존이 SEA 및 WIA를 대체할 수 있는 기법으로 판단된다.

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평판 진동 해석에 대한 파워흐름해석법의 실험적 연구 (Experimental Study on the Power Flow Analysis of Vibration of a Plate)

  • 이병철;길현권;이효행;이용현;홍석윤
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.327-330
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    • 2004
  • 파워흐름해석법은 진동에너지 흐름 형태에 따른 에너지지배방정식을 이용하는 방법으로서, 진동에너지의 공간적인 분포와 전달 경로 등을 제시할 수 있는 방법이다. 이러한 파워흐름해석법은 고주파수 대역의 진동을 해석하기 위하여 효과적으로 적용될 수 있다. 본 연구에 서는 평판 구조물 진동에 대한 파워흐름해석법의 예측 결과를 실험 결과와 비교하여 분석하였다. 분석할 진동 특성들은 손실계수, 주파수 응답함수 등을 포함한다. 그리고 이러한 분석 결과로부터 파워흐름해석법이 고주파수 진동에 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다.

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압전 액츄에이터를 이용한 단순지지 평판에서의 초음파 대역 진동 발생 (Excitation of ultrasonic vibration on a simply supported plate with a piezoelectric actuator)

  • 안순홍;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.25-31
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    • 1998
  • 본 연구에서는 자동차 유리판에 초음파 대역 진동을 효율적으로 발생시킬 수 있는 압전 액츄에이터를 개발하고자 하였다. 자동차 유리판을 단순지지 평판으로 가정하였으며, 액츄에이터로는 PZT 진동자를 사용하였다. 유한 요소법(Finite Element Method)을 통하여 유리판의 최적 공진 주파수와 유리판에 부착할 압전 진동자의 구조 조건인 최적 위치와 개 수를 결정하였다. 설계 결과에 따라 자동차 유리판에 압전 진동자를 부착하여 임펄스 응답 해석(impulse response analysis)과 임피던스 해석(impedance analysis)을 수행하여 구동 주 파수를 확인하였다. 그 결과, 이 주파수로 가진하여 유리판 전면에 걸쳐 고른 초음파 진동이 분포함을 확인하였으며, 나아가 전기적 임피던스 매칭(impedance matching)을 통해 더 큰 효율의 진동을 발생시킬 수 있었다.

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임의 형상 평판의 고정밀도 고유진동수 추출을 위한 분할영역법 기반 NDIF법 개발 (Development of the NDIF Method Using a Sub-domain Approach for Extracting Highly Accurate Natural Frequencies of Arbitrarily Shaped Plates)

  • 강상욱;윤주일
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권9호
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    • pp.830-836
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    • 2012
  • The NDIF method based on a sub-domain technique is introduced to extract highly accurate natural frequencies of arbitrarily shaped plates with the simply-supported boundary condition. The NDIF method, which was developed by the authors for the eigen-mode analysis of arbitrarily shaped plates with various boundary conditions, has the feature that it yields highly accurate natural frequencies thanks to its effective theoretical formulation, compared with other analytical methods or numerical methods(FEM and BEM). However, the NDIF method has the weak point that it can be applicable for only convex plates. It was revealed that the NDIF method offers very inaccurate natural frequencies or no solution for concave cavities. To overcome the weak point, the paper proposes the sub-domain method of dividing a concave plate into several convex domains. Finally, the validity of the proposed method is verified in various case studies, which indicate that natural frequencies obtained by the proposed method are very accurate compared to the exact method and FEM(ANSYS).

지역 극좌표계를 이용한 임의 형상 자유단 평판의 자유진동해석을 위한 무요소법 개발 (Development of Meshless Method for Free Vibration Analysis of Arbitrarily Shaped Free Plates Using Local Polar Coordinates)

  • 강상욱
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.674-680
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    • 2008
  • A new meshless method for obtaining natural frequencies of arbitrarily shaped plates with the free boundary condition is introduced in the paper. In order to improve the characteristics of convergence and accuracy of the method, a special local polar coordinates system is devised and located for each of nodes distributed along the boundary of the plate of interest. In addition, a new way of decreasing the size of the system matrix that gives natural frequencies of the plate is employed to reduce the amount of numerical calculations, which is needed for computing the determinant of the system matrix. Finally the excellence of the characteristics of convergence and accuracy of the method is shown in several case studies, which indicate that natural frequencies by the proposed method are very accurate and converged swiftly to exact values as the number of boundary nodes increases.

단순지지 경계조건을 가진 임의 형상 평판의 효율적인 고유진동수 추출을 위한 NDIF법의 대수 고유치 문제로의 정식화 (A Formulation of NDIF Method to the Algebraic Eigenvalue Problem for Efficiently Extracting Natural Frequencies of Arbitrarily Shaped Plates with the Simply Supported Boundary Condition)

  • 강상욱;김진곤
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.607-613
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    • 2009
  • A new formulation of NDIF method to the algebraic eigenvalue problem is introduced to efficiently extract natural frequencies of arbitrarily shaped plates with the simply supported boundary condition. NDIF method, which was developed by the authors for the free vibration analysis of arbitrarily shaped membranes and plates, has the feature that it yields highly accurate natural frequencies compared with other analytical methods or numerical methods(FEM and BEM). However, NDIF method has the weak point that it needs the inefficient procedure of searching natural frequencies by plotting the values of the determinant of a system matrix in the frequency range of interest. A new formulation of NDIF method developed in the paper doesn't require the above inefficient procedure and natural frequencies can be efficiently obtained by solving the typical algebraic eigenvalue problem. Finally, the validity of the proposed method is shown in several case studies, which indicate that natural frequencies by the proposed method are very accurate compared to other exact, analytical, or numerical methods.

경사.기능재료 사각평판의 열적거동 해석 (Analysis of Thermal Response of Rectangular Plates Made of Functionally Graded Materials)

  • 민준식;강호식;정남희;송오섭
    • Composites Research
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    • 제17권5호
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    • pp.78-84
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    • 2004
  • 본 연구에서는 $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$와 Ti-6Al-4V로 이루어진 두 가지 유형의 경사기능재료 평판에 대한 열적 거동을 조사하였다. 경사기능 평판의 재료 물성치는 체적비의 멱지수 값에 따라 두께방향으로 연속적으로 변화하고, 평판의 윗면과 아랫면에 열하중이 가해지며 일정한 온도 조건을 유지한다고 가정하였다. FCM 사각 평판의 운동방정식은 해밀턴 변분 원리로 구하였으며, 나비에 기법으로 수치해를 얻었다. 체적비와 온도 변화에 대한 FCM 평판의 정적처짐과 고유진동수의 영향에 대하여 고찰하였다.

형상 최적화를 통한 구조물의 고유진동수 최대화 (Maximization of the natural frequency of a structure using shape optimization)

  • 서범석;박윤식
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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    • pp.167-172
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    • 2001
  • 구조최적화는 기계구조물의 동특성을 변경하기 위하여 필수적으로 수행되어야 할 요소이다. 어떠한 방법을 택하여 보다 효율적으로 수행할 것 인지가 엔지니어의 관심일 것이다. 구조최적화는 설계변수에 따라 치수최적화, 물성치최적화 형상최적화 등으로 나눌 수 있다. 형상 최적화는 구조물의 유한요소모델을 기본으로 경계의 형상이나 절점의 형상, 회전 등을 설계 변수로 삼는 것이다. 고유진동수를 높이거나 모드형상을 제어하기 위하여 평판에 보강재를 붙이는 경우가 있다. 이때 보강재의 위치나 치수 형상 등이 중요한 변수가 될 수 있다. 본 논문에서는 평판의 고유진동수를 극대화 하기위해 보 보강재를 붙이는 문제에서 보의 회전을 설계 변수로 삼아 최적설계를 수행 할 것이다.

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압전체를 이용한 평판 진동체의 $H_2$ 제어기 설계 ([ $H_2$ ] Controller Design of the Plate Vibration System using Piezoceramics)

  • 이재호;김준국;정준홍;박기헌
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제43권2호
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    • pp.1-10
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    • 2006
  • 본 논문에서는 압전세라믹 가진기와 검출기를 부착한 평판 진동 시스템을 구축하고 이를 효과적으로 제어하기 위한 $H_2$ 제어기 설계기법을 제시한다. 본 논문의 실험에서 사용한 평판 시스템은 2개의 입력과 2개의 출력이 있는 다변수 시스템이며 정확한 전달행렬을 구하기 위하여 시스템 식별 실험을 수행하였다. 시스템 식별로부터 얻어진 평판 진동 시스템의 상태 공간 모델을 이용하여 $H_2$ 제어기를 설계하고, 설계된 $H_2$ 제어기의 제어 성능은 시뮬레이션과 실제 실험을 통해 입증하였다.