• 제목/요약/키워드: Rayleigh-Ritz 법

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코리올리 효과에 의한 반구형 진동 구조물의 세차계수 (Bryan's Factor of a Hemispherical Resonator due to Coriolis Effect)

  • 이희남;박상진;세르게이 사라플로프;한순우;박진호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.457-460
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    • 2014
  • 세차계수는 플랫폼의 각속도 혹은 회전각에 대한 공진기에 형성되는 탄성 정상파의 각속도 혹은 회전각의 비율로 정의된다. 본 논문에서는 코리올리 효과에 의한 반구형 공진기의 세차계수에 대한 연구를 레일리-리츠법과 라그랑지안 역학을 이용하여 수행하였으며 쉘의 중립면이 레일리 모드 변형을 한다는 조건을 적용하였고 계산 결과를 이전 연구자들의 결과들과 비교하였다.

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전단 좌굴을 고려한 샌드위치 평판의 최적 구조 설계에 관한 연구 (Optimum Structural Design of Sandwich Plates Considering the Shear Buckling)

  • 장창두;조민수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.56-65
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    • 1996
  • 최근 재료 과학의 발달과 함께 선박의 초고속화를 추구함에 따라 높은 강도와 중량의 경량화를 동시에 만족시킬 수 있는 복합 재료에 대한 요구가 증대되고 있다. 샌드위치 구조 형식은 두껍고 약한 저밀도의 심재와 얇고 강한 고밀도의 면재가 접착된 복합 구조의 한 형태로서 두 개의 면재가 중립 축으로부터 멀리 떨어지게 됨으로써 2차 모멘트가 크게 되어 구조의 강성을 증가시킬 수 있는 가장 효과적인 경량의 구조 형식이다. 본 연구에서는 샌드위치 평판 구조가 분포 하중, 압축 하중, 전단 하중 및 이 들의 복합하중을 받을 때의 응력 및 좌굴 하중을 Rayleigh-Ritz법을 이용하여 정밀 해석하였다. 그리고, 샌드위치 평판에 대한 초기 설계에 응용이 가능하도록 좌굴응력 외에 Wrinkling 응력에 관한 제한조건을 고려하여 샌드위치 평판의 최소 중량 설계를 수행하였다.

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유용방향법 최적화 알고리즘을 사용한 고유진동수에 대한 구조 최적설계 FEA 모듈 개발 (Structure Optimization FEA Code Development Under Frequency Constraints by Using Feasible Direction Optimization Method)

  • 조희근
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.63-69
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    • 2013
  • In order to find the optimum design of structures that have characteristic natural frequency range, a numerical optimization method to solving eigenvalue problems is a widely used approach. However in the most cases, it is difficult to decide the accurate thickness and shape of structures that have allowable natural frequency in design constraints. Parallel analysis algorithm involving the feasible direction optimization method and Rayleigh-Ritz eigenvalue solving method is developed. The method is implemented by using finite element method. It calculates the optimal thickness and the thickness ratio of individual elements of the 2-D plane element through a parallel algorithm method which satisfy the design constraint of natural frequency. As a result this method of optimization for natural frequency by using finite element method can determine the optimal size or its ratio of geometrically complicated shape and large scale structure.

논문 : 구조감쇠를 고려한 등방성 평판 및 복합적층판의 패널 플러터 해석 (Papers : Panel Flutter Analysis of Isotropic and Composite Plates Including Structural Damping)

  • 구교남
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.115-122
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    • 2002
  • 구조감쇠가 복합적층판의 초음속 패널 플러터에 미치는 영향을 연구하기 위해 에너지법을 활용하여 지배방정식을 유도하였다. 구조 모델링은 일반적인 고전 적층판 이론을 적용하고 이의 해석은 진동 모우드를 가정하는 Rayleigh-Ritz법을 이용하였다. 비정상 공기력은 피스톤 이론(piston theory)을 적용하였다. 구조감쇠가 패널의 플러터에 미치는 일반적인 영향을 고찰하기 위해 등방성 평판의 구조감쇠의 크기에 따른 임계동압을 계산하였으며 이로부터 구조감쇠가 플러터 안정성을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 복합적층판의 적층각에 따른 임계동압을 계산하여 패널 플러터와 구조감쇠와의 관계를 파악하였다. 구조감쇠는 낮은 공력감쇠에서는 플러터 안정성에 중요한 역할을 하지만 높은 공력감쇠에서는 거의 영향을 미치지 않았다.

평판형 주름판넬에 대한 등가 연속체 모델링기법 (Equivalent Continuum Modeling Methods for Flat Corrugated Panels)

  • 이상윤;이우식
    • 한국철도학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.43-50
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    • 2000
  • The corrugated panels are the prime candidate structure for the floor, roof and wall of Korean high speed train. The equivalent continuum modeling approach panels can be used for the efficient design and evaluation of their structural characteristics. The equivalent continuum models, derived from the true complex corrugated panels, should have the same structural behavior as the original structures have. This paper briefly reviews three representative continuum modeling methods: the static analysis method and two plate-models based on modal analysis methods (MAM). These methods are evaluated through some numerical examples by comparing the natural frequencies and static deflections. It is observed that the plate-model based on Rayleigh-Ritz method seems to provide the best results when used in conjunction with the cantilever-type boundary conditions. The equivalent elastic constants of various corrugated panels, depending on the changes in their configurations, are tabulated for efficient use in structural design.

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계단형 외팔보의 등가보 변환에 의한 기본고유진동수 해석 (Fundamental Natural Frequency Analysis of Stepped Cantilever Beams by Equivalent Beam Transformation Technique)

  • 문상필;홍순조
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.401-410
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    • 2008
  • 보의 고유진동수는 진동해석 뿐만 아니라 구조물의 동적특성을 파악하는데 중요한 역할을 한다 보의 단면이 불연속적으로 변하는 계단형 보의 고유진동수 해석은 복잡하다. 이런 계단형 보의 진동해석은 Rayleigh-Ritz법, FEM 등과 같은 근사해석법이 흔히 사용되는데 이들 해석의 정확성은 분할요소의 수, 계산의 반복수, 가정처짐곡선의 형상에 따라 좌우된다. 본 연구에서는 계단형 외팔보의 등가보 변환 방법을 이용한 기본고유진동수의 근사해석방법을 제시하고자 하였으며 여러 예제에 대하여 제안방법과 유한요소해석 결과를 비교하여 그 적용성과 신뢰성을 검증하였다.

유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 해상풍력발전기의 지진응답해석 (Earthquake Response Analysis of an Offshore Wind Turbine Considering Fluid-Structure-Soil Interaction)

  • 이진호;이상봉;김재관
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.1-12
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    • 2012
  • 이 논문에서는 유체-구조물-지반의 상호작용을 고려한 해상풍력발전기의 지진응답해석법을 제시하였다. 풍력발전기는 tower와 그 정점에 집중된 질량으로 모델링 되었다. 이 tower는 유연한 해저지반에 기초하고 있는 튜브형 cantilever로 이상화하였다. Tower와 해수 간의 동적 상호작용, 기초와 지반간의 동적 상호작용이 고려된 유체-구조물-지반 연성계의 지배방정식은 부분구조법과 Rayleigh-Ritz방법에 의해서 유도되었다. 해수는 압축성 비점성 이상 유체로 이상화하였다. 해수로 포화된 층상지반에 놓인 footing의 동적 강성은 Thin Layer법에 의해서 계산하여 상부구조물 모델과 결합시켰다. 이 해석법을 해상풍력발전기 모델의 지진응답해석에 적용하였다. 해석 결과를 준거해와 비교해서 제안한 해석법의 타당성을 검증하였다. Tower의 유연성, 지반의 강성이 해상풍력발전기 지진거동에 미치는 영향을 분석하였다. 유체-구조물 상호작용과 지반-구조물 상호작용의 지진응답에 대한 상대적인 중요도를 비교 평가하였다.

미분구적법을 이용한 곡선보의 내평면 진동분석

  • Gang Gi-Jun;Han Ji-Won
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2000년도 추계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.17-26
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    • 2000
  • The early investigators into the in-plane vibration of rings were Hoppe $Hoppe ^{1)}$ and $Love ^{2)}$. $Love ^{2)}$ Improved on Hoppe's theory by allowing for stretching of the ring. $Lamb ^{3)}$ investigated the statics of incomplete ring with various boundary conditions and the dynamics of an incomplete free-free ring of small curvature. Den $Hartog ^{4)}$ used the Rayleigh-Ritz method for finding the lowest natural frequency of circular arcs with simply supported or clamped ends and his work was extended by Volterra and $Morell ^{5)}$ for the vibrations of arches having center lines in the form of cycloids, catenaries or parabolas.(omitted)

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독립좌표연성법을 이용한 여러 개의 원형 구멍을 갖는 직사각형 평판의 자유진동해석 (Free Vibration Analysis of Rectangular Plate with Multiple Circular Cutouts by Independent Coordinate Coupling Method)

  • 곽문규;송명호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권11호
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    • pp.1086-1092
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    • 2007
  • This paper is concerned with the vibration analysis of a rectangular plate with multiple circular holes. On the contrary to the case of rectangular plate with multiple rectangular holes, it is very difficult to perform qualitative analysis on natural vibration characteristics because of geometrical inconsistency. In this paper, we applied the Independent Coordinate Coupling Method(ICCM) to the addressed problem, which was developed to compute natural vibration characteristics of the rectangular plate with a circular hole and proven to be computationally effective. The ICCM is based on Rayleigh-Ritz method but utilizes independent coordinates for each hole domain. By matching the deflection conditions for each hole imposed on the expressions, we can easily derive the reduced mass and stiffness matrices. The resulting equation is then used for the calculation of the eigenvalue problem. The numerical results show the efficacy of the Independent Coordinate Coupling Method.

독립좌표연성법을 이용한 여러 개의 직사각형 구멍을 갖는 직사각형 평판의 자유진동해석 (Free Vibration Analysis of Rectangular Plate with Multiple Rectangular Cutouts by Independent Coordinate Coupling Method)

  • 곽문규;송명호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권9호
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    • pp.881-887
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    • 2007
  • This paper is concerned with the vibration analysis of a rectangular plate with multiple rectangular holes. Even though there have been many methods developed for the addressed problem, they suffer from computational time. In this paper, we applied the Independent Coordinate Coupling Method(ICCM) to the addressed problem, which was developed to compute natural vibration characteristics of the rectangular plate with a rectangular hole and proven to be computationally effective. The ICCM is based on Rayleigh-Ritz method but utilizes independent coordinates for each hole domain. By matching the deflection conditions for each hole imposed on the expressions, we can easily derive the reduced mass and stiffness matrices. The resulting equation is then used for the calculation of the eigenvalue problem. The numerical results show the efficacy of the Independent Coordinate Coupling Method.