The reports regarding the free vibration analysis of uniform beams carrying single or multiple spring-mass systems are plenty, however, among which, those with inertia effect of the helical spring(s) considered are limited. In this paper, by taking the mass of the helical spring into consideration, the stiffness and mass matrices of a spring-mass system and an equivalent mass that may be used to replace the effect of a spring-mass system are derived. By means of the last element stiffness and mass matrices, the natural frequencies and mode shapes for a uniform cantilever beam carrying any number of springmass systems (or loaded beam) are determined using the conventional finite element method (FEM). Similarly, by means of the last equivalent mass, the natural frequencies and mode shapes of the same loaded beam are also determined using the presented equivalent mass method (EMM), where the cantilever beam elastically mounted by a number of lumped masses is replaced by the same beam rigidly attached by the same number of equivalent masses. Good agreement between the numerical results of FEM and those of EMM and/or those of the existing literature confirms the reliability of the presented approaches.
본 논문에서는 현재 고고도 이탈 및 저고도 개산강하(HALO, High Altitude Low Opening)용으로 사용하고 있는 군용 낙하산의 훈련 시뮬레이터 개발을 위해 필요한 낙하산 모델링 및 시뮬레이션 결과를 정리하였다. 대상인 군용 낙하산은 파라포일(Parafoil) 형태의 사각 낙하산으로 원형 낙하산과는 달리 강하자가 조종을 통해 원하는 위치로 유도할 수 있는 기동성이 뛰어나 공수부대원들의 적진 침투시에 주로 이용된다. 실재 낙하산의 형상자료를 이용하여 파라포일과 낙하물의 질점 모델을 기반으로 9-자유도 비선형 운동방정식을 유도하고, 각각의 관성모멘트와 공력 미계수를 산출하여 MATLAB/Simulink 기반의 비선형 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 나타내었다. 특히 낙하산과 같은 공기부양(LTA, Lighter-Than-Air) 비행체는 일반적인 항공기 비선형 운동과 달리 부가질량(Added Mass) 및 부가 관성모멘트(Added Moment of Inertia)의 효과가 크기 때문에 이에 대한 경험수식을 바탕으로 동역학 모델링에 포함하여 고려하였다. 수행된 낙하산 운동 모델링의 검증을 위해 비대칭 조종입력을 통한 나선형 강하 비행조건을 시뮬레이션하여 대상 군용 낙하산에서 제시된 실재 성능값과 시뮬레이션 결과치를 비교하여 유도된 운동모델이 타당함을 검증하고 그 결과를 나타내었다.
The purpose of the study is to enhance the vehicle handling stability of the PACE formula vehicle. Required data for the dynamic analysis of the vehicle are as follows: Mass, moment of inertia, and tire's dynamic properties. Mass and moment of inertia data were calculated using Siemens NX 5.0 which results were verified with VIMF measurements of GMDAT. Dynamic data for the tire were supplied by Kumho Tire. Aerodynamic forces play an important role in the formula vehicle which forces were calculated by using Fluent. Full vehicle dynamic analysis using Carsim software has been carried out to find out the improvement of the vehicle stability by changing the shapes of the rear wing.
In this study, the vibration of an electrostatically actuated micro cantilever beam is analyzed in which a viscoelastic layer covers a portion of the micro beam length. This proposed model is considered as the main element of mass and pollutant micro sensors. The nonlinear motion equation is extracted by means of Hamilton principle, considering nonlinear shortening effect for Euler-Bernoulli beam. The non-linear effects of electrostatic excitation, geometry and inertia have been taken into account. The viscoelastic model is assumed as Kelvin-Voigt model. The motion equation is discretized by Galerkin approach. The linear free vibration mode shapes of non-uniform micro beam i.e. the linear mode shape of the system by considering the geometric and inertia effects of viscoelastic layer, have been employed as comparison function in the process of the motion equation discretization. The discretized equation of motion is solved by the use of multiple scale method of perturbation theory and the results are compared with the results of numerical Runge-Kutta approach. The frequency response variations for different lengths and thicknesses of the viscoelastic layer have been founded. The results indicate that if a constant volume of viscoelastic layer is to be deposited on the micro beam for mass or gas sensor applications, then a modified configuration may be found by using the analysis of this paper.
In this study, a parametric study is performed to investigate the squeal noise of an automobile water pump. The squeal noise studied in this paper is generated by the self-excited torsional resonance of the rotating shaft, and this noise is related to the stick-slip phenomenon of the mechanical seal in the water pump. The mechanical seal friction has the characteristics of the negative velocity-gradient. The equations of motion of multiple-degree-of-freedom torsional vibration model is constructed by the Holzer's method and then the equation is transformed to an equivalent single-degree-of-freedom torsional resonance simulation model. A squeal noise criteria is determined by the simulation model to perform the parametric study. The design parameters(the mass moment of inertia of the pulley, the mass moment of inertia of the impeller, the length of the shafts, the radius of the shafts, spinning speed of the shafts, the position of the mechanical seal, radius of the mechanical seal, and normal load of the mechanical seal) are investigated to confirm the stability for the squeal noise.
An approximate analytical method has been developed for estimating hydrodynamic forces acting on oscillating inner cylinder in concentric annulus. When the rigid inner cylinder executes translational oscillation, fluid inertia and damping forces on the oscillating cylinder are generated by unsteady pressure and viscous skin friction. Considering the dynamic-characteristics of unsteady viscous flow and the added mass coefficient of inviscid fluid, these hydrodynamic forces including viscous effect are dramatically simplified and expressed in terms of oscillatory Reynolds number and the geometry of annular configuration. Thus, the viscous effect on the forces can be estimated very easily compared to an existing theory. The forces are calculated by two models developed for relatively high and low oscillatory Reynolds numbers. The model for low oscillatory Reynolds number is suitable for relatively high ratio of the penetration depth to annular space while the model for high oscillatory Reynolds number is applicable to the case of relatively low ratio. It is found that the transient ratio between two models is approximately 0.2~0.25 and the forcea are expressed in terms of oscillatory Reynolds number, explicity. The present results show good agreements with an existing numerical results, especially for high and low penetration ratios to annular gap.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
/
제5권1호
/
pp.62-80
/
2013
This paper has been focused on developing a new hybrid mount for shipboard equipment used in naval surface ships and submarines. While the hybrid mount studied in our previous research was 100 kg-class series-type mount, the new hybrid mount has been designed as an inertia-type mount capable of supporting a static of 500 kg. The proposed mount consists of a commercial rubber resilient mount, a piezostack actuator and an inertial mass. The piezostack actuator connected with the inertial mass generates actively the control force. The performances of the proposed mount with a newly designed specific controller have been evaluated in accordance with US military specifications and compared with the passive mount. An isolation system consisting of four proposed mounts and auxiliary devices has been also tested. Through a series of experimental tests, it has been confirmed that the proposed mount provides better performance than the US Navy's standard passive mounts.
In this study, a parametric study is performed to investigate the squeal noise of an automobile water pump. The squeal noise studied in this paper is generated by the self-excited torsional resonance of the rotating shaft, and this noise is related to the stick-slip phenomenon of the mechanical seal in the water pump. The mechanical seal friction has the characteristics of the negative velocity-gradient. The equations of motion of multiple-degree-of-freedom torsional vibration model is constructed by the Holzer's method and then the equation is transformed to an equivalent single-degree-of-freedom torsional resonance simulation model. A squeal noise criteria is determined by the simulation model to perform the parametric study. The design parameters(the mass moment of inertia of the pulley, the mass moment of inertia of the impeller, the length of the shafts, the radius of the shafts, spinning speed of the shafts, the position of the mechanical seal, radius of the mechanical seal, and normal load of the mechanical seal) are investigated to confirm the stability for the squeal noise.
An objective of this study is to give practical information that could be used for calculating pollutant emission factors and fuel economy from Korean Inspection & Maintenance program, which has been using steady state acceleration simulation mode. Concentration results from I/M test is adequately converted to mass emission factors and fuel efficiency data, which have unit of g/km and km/L, respectively. Exhaust volume flow(EVF), which is for converting emission result from concentration to mass, is measured by tracer method in various vehicle speed - power condition. It is found that there is an apparent second order relationship between EVF and vehicle inertia weight. EVF is expressed in function of vehicle inertia weight in order to estimate EVF in I/M site without measuring device. Converted mass emission results from measured EVF and raw emission analyzer show a satisfactory agreement with those from conventional CVS-bag type measurement system. Mass emission factors and fuel efficiency from measured EVF and estimated EVF also show good agreement to each other. Considering that an I/M program has great advantages to recruit-based emission test in terms of the number of test vehicle, the information in this study can be used for developing an alternative procedure to collect more various data to establish national database of mobile emission factors and fuel economy, even though the driving cycle in I/M program is steady state cycle rather than transient cycle.
Multiple-step beams carrying intermediate lumped masses with/without rotary inertias are widely used in engineering applications, but in the literature for free vibration analysis of such structural systems; Bernoulli-Euler Beam Theory (BEBT) without axial force effect is used. The literature regarding the free vibration analysis of Bernoulli-Euler single-span beams carrying a number of spring-mass systems, Bernoulli-Euler multiple-step and multi-span beams carrying multiple spring-mass systems and multiple point masses are plenty, but that of Timoshenko multiple-step beams carrying intermediate lumped masses and/or rotary inertias with axial force effect is fewer. The purpose of this paper is to utilize Numerical Assembly Technique (NAT) and Differential Transform Method (DTM) to determine the exact natural frequencies and mode shapes of the axial-loaded Timoshenko multiple-step beam carrying a number of intermediate lumped masses and/or rotary inertias. The model allows analyzing the influence of the shear and axial force effects, intermediate lumped masses and rotary inertias on the free vibration analysis of the multiple-step beams by using Timoshenko Beam Theory (TBT). At first, the coefficient matrices for the intermediate lumped mass with rotary inertia, the step change in cross-section, left-end support and right-end support of the multiple-step Timoshenko beam are derived from the analytical solution. After the derivation of the coefficient matrices, NAT is used to establish the overall coefficient matrix for the whole vibrating system. Finally, equating the overall coefficient matrix to zero one determines the natural frequencies of the vibrating system and substituting the corresponding values of integration constants into the related eigenfunctions one determines the associated mode shapes. After the analytical solution, an efficient and easy mathematical technique called DTM is used to solve the differential equations of the motion. The calculated natural frequencies of Timoshenko multiple-step beam carrying intermediate lumped masses and/or rotary inertias for the different values of axial force are given in tables. The first five mode shapes are presented in graphs. The effects of axial force, intermediate lumped masses and rotary inertias on the free vibration analysis of Timoshenko multiple-step beam are investigated.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.