• 제목/요약/키워드: Extended Hamilton's Principle

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확장 해밀턴 이론에 근거한 탄점소성 시스템의 시간유한요소해석법 (A Temporal Finite Element Method for Elasto-Viscoplasticity through the Extended Framework of Hamilton's Principle)

  • 김진규
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.101-108
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    • 2014
  • In order to overcome the key shortcoming of Hamilton's principle, recently, the extended framework of Hamilton's principle was developed. To investigate its potential in further applications especially for material non-linearity problems, the focus is initially on a classical single-degree-of-freedom elasto-viscoplastic model. More specifically, the extended framework is applied to the single-degree-of-freedom elasto-viscoplastic model, and a corresponding weak form is numerically implemented through a temporal finite element approach. The method provides a non-iterative algorithm along with unconditional stability with respect to the time step, while yielding whole information to investigate the further dynamics of the considered system.

확장 해밀턴 이론의 일반화에 대한 고찰 (Study on the Generalization of the Extended Framework of Hamilton's Principle in Transient Continua Problems)

  • 김진규;신진원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권5호
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    • pp.421-428
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    • 2016
  • 논문은 동역학의 새로운 변분이론인 확장 해밀턴 이론을 열 탄성과 공극 탄성에 적용하여 더욱 일반화하는 것에 그 주요 목적이 있다. 이를 위해 열 탄성학에 대한 이론 적용이 우선적으로 검토되었고, 열 탄성-공극 탄성의 유사성을 바탕으로 공극 탄성에까지 그 이론이 확장되었으며, 각 경우에 대한 푸리에 변환을 통해 그 적정성을 확인하였다.

기하학적 비선형과 이송 가속도를 갖는 전개하는 보의 동적해석 (Dynamic Analysis of a Deploying Beam with Geometric Non-Linearity and Translating Acceleration)

  • 송덕기;정진태
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.658-663
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    • 2001
  • The dynamic response of an axially deploying beam is studied when the beam has geometric non-linearity and translating acceleration. Based upon the von Karman strain theory, the governing equations and the boundary conditions of a deploying beam are derived by using extended Hamilton's principle considering the longitudinal and transverse deflections. The equations of motion are discretized by using the Galerkin approximate method. From the discretized equations, the dynamic responses are computed by the Newmark time integration method.

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확장 해밀턴 이론에 근거한 선형탄성시스템의 변분동적수치해석법 (A Variational Numerical Method of Linear Elasticity through the Extended Framework of Hamilton's Principle)

  • 김진규
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.37-43
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    • 2014
  • 동역학의 새로운 변분이론인 확장 해밀턴 이론은 수학물리학을 비롯한 공학에 있어 초기치-경계치 문제해석에 광범위하게 적용될수 있는 기반을 제공하는 것으로 본 논문에서는 이 이론을 기반으로 선형탄성 단자유도계에 적용한 새로운 수치해석법을 제안하였다. 곧, 변분이론의 특성을 감안해, 전체 time-step에 대한 수치해를 한번에 산정하는 해석법을 제안하였고, 주요 예제를 통해 이 해석법의 특성을 살펴보았다. 에너지 보존 시스템의 경우(비감쇠 시스템에 외력이 작용치 않는 경우), time-step에 관계없이 에너지와 모멘텀이 보존되는 symplecticity property를 가지고 있음을 확인할 수 있었고, 감쇠 시스템인 경우, time-step이 점점 작아질수록 정확한 해에 빠르게 수렴하는 것을 확인하였다.

유체를 이송하는 직선관의 진동 해석을 위한 새로운 비선형 모델링 (New Non-linear Modelling for Vibration Analysis of a Straight Pipe Conveying Fluid)

  • 이수일;정진태;임형빈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권3호
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    • pp.514-520
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    • 2002
  • A new non-linear modelling of a straight pipe conveying fluid is presented for vibration analysis when the pipe is fixed at both ends. Using the Euler-Bernoulli beam theory and the non-linear Lagrange strain theory, from the extended Hamilton's principle are derived the coupled non-linear equations of motion for the longitudinal and transverse displacements. These equations of motion are discretized by using the Galerkin method. After the discretized equations are linearized in the neighbourhood of the equilibrium position, the natural frequencies are computed from the linearized equations. On the other hand, the time histories for the displacements are also obtained by applying the generalized-$\alpha$ time integration method to the non-linear discretized equations. The validity of the new modelling is provided by comparing results from the proposed non-linear equations with those from the equations proposed by Paidoussis.

EQUATIONS OF MOTION FOR CRACKED BEAMS AND SHALLOW ARCHES

  • Gutman, Semion;Ha, Junhong;Shon, Sudeok
    • Nonlinear Functional Analysis and Applications
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    • 제27권2호
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    • pp.405-432
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    • 2022
  • Cracks in beams and shallow arches are modeled by massless rotational springs. First, we introduce a specially designed linear operator that "absorbs" the boundary conditions at the cracks. Then the equations of motion are derived from the first principles using the Extended Hamilton's Principle, accounting for non-conservative forces. The variational formulation of the equations is stated in terms of the subdifferentials of the bending and axial potential energies. The equations are given in their abstract (weak), as well as in classical forms.

내부유동을 포함한 굴곡된 파이프의 외평면 진동해석 (Out-of-Plane Vibrations of Angled Pipes Conveying Fluid)

  • Pak, chol-Hui;Hong, Sung-Chul;Kim, Tae-Ryong
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제23권3호
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    • pp.306-315
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    • 1991
  • 본 연구는 두개의 직선 pipe가 elbow로 연결된 piping system의 내부에 유체가 흐를때 발생하는 out-of-plane 운동을 다루었으며, Extended Hamilton's principle을 이용하여 운동방정식을 유도하였다. clamped-clamped, clamped-pinned; pinned-pinned인 경계조건을 갖는 piping system의 경우, dynamic instability는 일어나지 않음을 고찰하였으며, 각 경계조건에 대한 진동수 방정식으로부터 고유진동수의 수치해를 얻었다. 유체의 속도와 Coriolis힘이 진동수에 미치는 영향을 고찰하였고, 유체의 속도와 압력이 어느값을 넘어설때 buckling-type instability가 일어남을 알았다. 그리고 유체의 속도와 압력의 함수로 등가임계속도를 정의하고 여러가지 경계조건에 대해 buckling 이 일어나는 등가임계속도를 계산하였다.

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유체 유동을 갖는 직선관의 진동 해석을 위해 새로운 비선형 모델링 (New Non-linear Modelling for Vibration Analysis of Straight Pipe Conveying Fluid)

  • 이수일;정진태;임형빈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.372-377
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    • 2001
  • A new non-linear of a straight pipe conveying fluid is presented for vibration analysis when the pipe is fixed at both ends. Using the Euler-Bernoulli beam theory and the non-linear Lagrange strain theory, from the extended Hamilton's principle are derived the coupled non-linear equations of motion for the longitudinal and transverse displacements. These equations of motion for are discretized by using the Galerkin method. After the discretized equations are linearized in the neighbourhood of the equilibrium position, the natural frequencies are computed from the linearized equations. On the other hand, the time histories for the displacements are also obtained by applying the $generalized-{\alpha}$ time integration method to the non-linear discretized equations. The validity of the new modeling is provided by comparing results from the proposed non-linear equations with those from the equations proposed by $Pa{\ddot{i}}dousis$.

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유연한 로봇 조작기 진동의 다입출력 최적제어 (Multi-Input Multi-Output Optimal Control of the Vibration of a Flexible Robot Manipulator)

  • 김승호;박영필
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1587-1600
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    • 1991
  • 본 연구에서는 로봇조작기를 강체부와 유연한 외팔보로 이루어진 모델로 설정 한 후 확장된 Hamilton의 원리를 적용하여 제어계의 운동방정식을 유도하였다. 계를 유한개의 제어 모드와 잔류 모드로 구분하고, 제어 모드에 대해 최적제어를 수행하기 위해 관측기를 설계하였으며, 진동에 관련된 측정 불가능한 상태변수를 추정하였다. 분석과 검토는 서보모터가 모든 제어를 담당하는 방식과 서보모터의 제어 방식에 작동 기를 추가시켜 병행 제어하는 다입출력 방식으로 구별하여 수행하였다.

Dynamic modeling issues for contact tasks of flexible robotic manipulators

  • 최병오
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.175-180
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    • 1993
  • The nonlinear integro-differential equations of motion of a two-link structurally flexible planar manipulator executing contact tasks are presented. The equations of motion are derived using the extended Hamilton's principle and the Galerkin criterion. Also, Models for the wrist-force sensor and impact that occurs when the manipulator's end point makes contact withthe environment are presented. The dynamic models presented can be used to studythe dynamics of the system and to design controllers.