Vibration Analysis of Frame Structural Systems by the Receptance Method

Receptance 방법에 의한 골조구조계의 진동해석

There exist many frame structural systems which may be regarded as a combined structural system composed of beam/bar elements and attachments reducible to damped spring-mass systems. In this paper, analytical methods based on the receptance for the vibration analysis of such a system are presented. For the free vibration analysis and response calculations to point excitations, receptances of a uniform Timoshenko beam and a bar are derived in closed and spectral forms, and the method to obtain the system receptance by synthesizing the receptances of the elements and other subsystems is presented. The system damping property is also obtainable by sysnthesizing the components' damping properties. For calculations of the system responses to support motion, the Support Displacement Transfer Ratio(SDTR) of a uniform Timoshenko beam and a bar conceptually similar to the receptance is defined, and the method of synthesizing them with other subsystems' receptances is also presented. Such a method is very convenient especially in dynamic reanalysis subject to changes of some design variables.

해상 및 육상구조물에는 다수의 보 및 봉요소들로 구성된 골조구조계 또는 이에 감쇠가 있는 스프링·질량계로 유추될 수 있는 부가물이 부가된 복합적구조계가 있다. 이와 같은 계의 진동해석을 효율적으로 수행하기 위해 receptance방법을 근간으로 하는 해석적 방법을 제시했다. 자유진동특성 및 집중기진력에 대한 응답을 계산하기 위해 균일단면 Timoshenko보 및 봉의 receptance를 유도하고 이들을 각종 부가물들의 receptance와 함께 합성하는 방법을 제시했다. 이때 복합계의 감쇠특성도 각 구성요소 감쇠특성의 합성에 의해 산정된다. 또한 지지부에 변위기진이 작용하는 경우에 대한 동적응답계산을 수행할수 있도록 균일단면 Timoshenko보 및 봉의 Support Displacement Transfer Ratio를 유도하고 이를 다른 구성요소들의 receptance와 합성하는 방법도 제시했다. 이와같은 방법은 특히 부분적 설계변수변경에 따른 동특성치 재산정예 있어서 매우 편리하다.