• 제목/요약/키워드: Component mode synthesis method

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부분구조합성법에 의한 왕복동식 압축기 구조 변경 (Structure Modification of the Reciprocating Compressor Using Component Mode Synthesis)

  • 김수현;이정익;이동연;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.45-54
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    • 2011
  • 본 논문은 소형 냉동 시스템에서 왕복동식 압축기는 주요한 진동원이자 소음원으로서 압축기의 외부 구조 동특성을 변경함으로써, 진동과 소음을 줄이는 방법에 관한 것이다. 구조 동특성의 변경은 유한요소 모델에 의한 해석적 방법을 적용하고, 구조 변경의 시도는 두 유한요소들 간의 모드합성법(CMS)을 적용한다. 효과적인 CMS의 적용방법을 찾아내고, 이 방법에 대하여 압축기 모델에 대한 실험적 검증을 통하여 검증하였다.

일반화 자유경계 모드 감도법을 이용한 차체구조물의 모델개선 (Model Updating of a Car Body Structure Using a Generalized Free-Interface Mode Sensitivity Method)

  • 장경진;박영필
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권5호
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    • pp.1133-1145
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    • 2000
  • It is necessary to develop an efficient analysis method to identify the dynamic characteristics of a large mechanical structure and update its finite element model. That is because these processes need the huge computation of a large structure and iterative estimation due to the use of the first- order sensitivity. To efficiently carry out these processes, a new method, called the generalized free-interface mode sensitivity method, has been proposed in the authors' preceeding paper. This method is based on substructuring approach such as a free-interface method and a generalized synthesis algorithm. In this paper, the proposed method is applied to the model updating of a car body structure to verify its accuracy and reliability for a large mechanical structure.

Modal analysis of cracked cantilever composite beams

  • Kisa, Murat;Arif Gurel, M.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제20권2호
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    • pp.143-160
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    • 2005
  • Modal analysis of cracked cantilever composite beams, made of graphite-fibre reinforced polyamide, is studied. By using the finite element and component mode synthesis methods, a numeric model applicable to investigate the vibration of cracked composite beams is developed. In this new approach, from the crack section, the composite beam separated into two parts coupled by a flexibility matrix taking into account the interaction forces. These forces are derived from the fracture mechanics theory as the inverse of the compliance matrix calculated with the proper stress intensity factors and strain energy release rate expressions. Numerical results are obtained for modal analysis of composite beams with a transverse non-propagating open crack, addressing the effects of the location and depth of the crack, and the volume fraction and orientation of the fibre on the natural frequencies and mode shapes. By means of modal data, the position and dimension of the defect can be found. The results of the study confirmed that presented method is suitable for the vibration analysis of cracked cantilever composite beams. Present technique can be easily extended to composite plates and shells.

진동수 구속조건을 갖는 대형구조계의 효율적 동특성 최적화방법 (An Efficient Dynamic Optimization Method for Large Structures with Frequency Constraints)

  • 김병현;정태영;김극천
    • 대한조선학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.91-98
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    • 1994
  • 대형구조계에 대하여 구조중량의 최소화를 기하면서 고유진동수 제한조건을 만족시키는 동특성 최적화에 효율적인 한 방법을 제안한다. 일련의 근사최적화문제를 형성하는데 있어서는 고유진동수의 설계파라메터에 대한 감도와 설계파라메터의 역에 대한 감도를 병용하는 근사방법을 사용하며, 설계변수의 변화에 따른 고유진동해석 및 감도계산은 저자가 조선학회논문집 제30권 제3호에 발표한 바 있는 부분구조진동형 합성방법에 의거한다. 설계파라메터에 대한 감도와 설계파라메터의 역에 대한 감도를 병용하는 근사방법은 전자만을 사용하는 근사방법에 비해 적은 회수의 재해석으로 고유진동수 제한조건을 만족하는 설계값을 얻을 수 있다. 또한 설계변경에 따른 재해석시 앞서 발표했던 부분구조진동형 합성방법의 장점을 활용하므로써 효율적인 재해석이 가능하다. 제안된 방법의 유용성은 외팔보유추 구조계 및 선체단순화 2-D FEM모델의 상부구조를 대상으로 한 수치예제를 통하여 검증되었다.

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고속전철 객차를 위한 유한요소모델링 및 모드합성기법의 개발 (The Development of a finite-Element Modelling and Component Mode Synthesis Method for High-Speed railway Passenger Cars)

  • 장경진;김홍준;이상민;박영필
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 1998년도 창립기념 춘계학술대회 논문집
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    • pp.233-240
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    • 1998
  • In the design of the high-speed railway vehicles of low noise and vibration characteristics, it is desirable to develop efficient and systematic procedures for analyzing large structures. In this paper, some finite-element modelling techniques and an efficient analytical method are proposed for this purpose. The analytical method is based on substructuring approach such as a free-interface method and a generalized synthesis algorithm. In final, the proposed approaches are applied to the finite-element modelling, modal analysis and subsequent model updating procedures of the high-speed railway intermediate trailers.

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태양전지판의 유연 모드를 고려한 위성의 동적 모델링 (Dynamic Modeling of a Satellite with Solar Array Flexible Modes)

  • 김대관;박영웅;박근주;양군호;용기력
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권9호
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    • pp.837-842
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    • 2009
  • 구성 모드(Component mode) 합성법을 이용하여, 태양전지판의 유연구조 진동특성을 고려한 위성의 축약된 동적 모델링 기법을 수립하였다. 유연구조 위성의 본체와 태양전지판을 서로 다른 두 개의 부구조물로 나누고, 각각의 국부좌표계에 대하여 유도된 부구조물 표현식들을 위성 전체의 기준좌표계에 대해서 합성하였다. 수립된 부구조물 합성법은 단일 태양전지판을 갖는 유연구조 위성의 수치적 예제에 적용되었으며, 태양전지판의 회전을 고려한 전달함수 결과의 고찰을 통하여 동적 모델링 기법의 타당성을 확인하였다.

장-일치 개념을 적용한 신 고차 구속 모드 합성법 (New Higher-Order Fixed-Interface Component Mode Synthesis by Applying a Field-Consistency Concept)

  • 강정훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.536-542
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    • 2000
  • The present paper introduces a new fixed interface component mode synthesizing technique based on the notion of higher-order field-consistency. The present technique employs higher-order residual constraint modes in addition to lower fixed interface normal modes while consistency in matching field variables at the substructure interface is maintained. The present field-consistency approach does not increase the size of the synthesized system even if higher-order residual constraint modes are included. A new field-consistent higher-order synthesis technique is first presented and a numerical example is given to verify the present method.

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구조합성법을 이용한 큰 구조물에서의 구조동특성변경법 (Structural Dynamics Modification for a Large Structure using Component Mode Synthesis Methods)

  • 이문석;박윤식;박영진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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    • pp.852-855
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    • 2005
  • Structural Dynamic Modification(SDM) is a technique to improve structure's dynamic characteristics by adding and removing substructures or changing material properties and shape of structures. This paper describes SDM techniques applied to a large structure with too many DOFs. The goal of this SDM technique is to modify a targe structure efficiently for its natural frequencies to avoid excitation frequencies. In this case, models reduced by Component Mode Synthesis(CMS) method that is a coupling technique are used to analyze a large structure efficiently. This paper considers a helicopter deck model with 55,000 DOFs as an application.

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유연 구조물의 운동중 발생하는 진동의 해석 (Vibration Analysis of a Flexible Structure in a Motion)

  • 이신영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.1503-1509
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    • 1994
  • An analysis method is suggested and experimentally studied in order to solve a vibration problem of a flexible structure while it is moving. In this method, substructure synthesis method, modal analysis method and Newmark's integral method were used. Total deformation of a structure was composed of quasistatic component and dynamic component. Rigid body modes were considered in calculation of dynamic component. Combining those two component, deformation behavior and a real structural model of a transfer feeder showed good agreements with computational results.

지반-구조물 연계모델의 등가감쇠값에 관한 연구 (A Study on Equivalent Modal Damping Values of Soil-Structure Coupling Models)

  • 박형기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.241-248
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    • 1987
  • 지반-구조물 상호작용 효과가 큰 경우의 동적문제를 모드중첩법으로 해결하기 위하여 여러 가지 등가모드감쇠값 결정 방법에 대한 이론적 배경을 검토하였다. 또한 component mode synthesis method에 의하여 감쇠행렬을 구하고 이를 이용한 직접적분법으로 지반-구조물의 연계모델의 응답을 계산하여 각 등가모드감쇠값 결정 방법으로 구한 등가모드감쇠값을 사용한 모드 중첩법의 해석 결과와 비교 분석하였다. 해석모델로는 2종류의 상부구조와 4종류의 지반조건을 고려하고 이를 조합한 경우를 채택하였다. 본 연구 결과로 소멸에너지법으로 얻은 등가모드감쇠값이 직접적 분법의 결과에 가장 근사적인 결과를 주는 것을 알 수 있었다. 고정지반모델인 경우에는 강도가중법을 제외한 다른 방법으로 구한 등가모드감쇠값은 직접적분법의 결과와 거의 일치되는 응답을 주었다.

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