Dynamic Mode Analysis of Thin Walled Closed Section Beams under Warping Conditions

A dynamic simulation and test of frame with thin walled closed section beams considering warping conditions have been performed. When a beam is subjected under torsional moment, the cross section will deform an warping as well as twist. For some thin-walled sections warping will be large, and accompanying warping restraint will induce axial and shear stresses and reduce the twist of beam which stiffens the beam in torsion. This paper presents that an warping restraint factor in finite element model effects the behavior of beam deformation and dynamic mode shape. The computer modelling of frame is discussed in linear beam element model and linear thin shell element model, also presents a correlation between computer predicted and actual experimental results for static deflection, natural frequencies and mode shapes of frame.

Warping 조건하에서 박판 폐단면 보의 동적 모드 해석

박판 폐단면을 갖는 프레임과 같은 보가 warping 조건하에서 동적 거동 특성이 어떠한가를 시뮬레이션과 시험을 통하여 제시하였다. 비틀림 모멘트를 받는 보는 단면은 비틀림 뿐만 아니라 warping에 의해서 변형을 일으키게 된다. 어떤 박판 단면을 갖는 보에서는 warping이 매우 커서 축방향과 전단방향 응력을 발생하고 보의 비틀림에 저항이 크게 된다. 이 논문에서는 유한요소에서 warping restraint factor가 보의 변형 거동과 동적 모드에 미치는 영향을 살펴본다. 유한 보 요소와 박판 요소 모델을 사용하여 정적변형과 고유주파수 및 모드해석을 시뮬레이션하며 이 결과를 시험 결과와 비교한다.