Vibration Analysis of a Beam-Column with Elastically Restrained Ends and Various Intermediate Constraints

다양한 중간구속조건을 갖는 양단 탄성구속 보-기둥의 진동해석

Vibration analysis methods of a beam-column with elastically restrained ends and various intermediate constraints such as rectilinear springs, rotational springs and concentrated masses are presented. Firstly, an exact method of solutions based on Hamilton's principle and Laplace transform method is shown. This method of solutions is very complicate in cases of having Intermediate constraints more than two. Therefore, Rayleigh-Ritz method using the eigenfunctions of the base system, the system without intermediate constraints, are also investigated. Extensive numerical examples carried out for comparisons with known published works show that the latter method has easy adaptability for wide varieties of boundary conditions and intermediate constraints, and gloves good accuracy for various intermediate constraints with reasonable number of terms in construction of a trial function.

양단이 병진 및 회전에 대해 탄성구속되고 다양한 중간구속조건 즉, 임의 갯수의 집중질량, 병진 스프링, 회전스프링 구속이 있는 보-기둥의 진동에 대해 우선 Hamilton 원리, Laplace 변환방법을 원용한 엄밀해법을 제시했다. 그러나 이 방법이 중간구속조건이 여러 개 있을 경우 그 연산과정이 매우 복잡함을 고려하여 기준계 즉, 중간구속 조건이 없는 계의 고유함수를 이용하는 Rayleigh-Ritz 방법에 의한 근사해법도 검토했다. 근자에 발표된 타연구 결과와의 비교검토목적의 다양한 수치계산예를 통해, 첫째 본 연구의 엄밀해의 타당성이 확인되었고, 또 기준계의 고유함수를 이용하는 Rayleight Ritz방법이 중간구속조건의 다양한 변화에 대해 동일함수를 이용하는 장점과 더불어 진동파형가정함수의 항수에 따른 수렴성도 양호하며 좋은 정도를 보장하면서 편리하게 적용될 수 있음이 확인되었다.