• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.12 no.2
• /
• pp.149-159
• /
• 1999

본 연구에서는 고유진동수를 사용하여 균열의 위치와 크기를 발견하는 비파괴 균열발견모델을 유도하고 Euler-Bernoulli 보를 대상으로 이 모델의 적합성을 검증하였다. 먼저, 균열위치예측모델과 균열크기예측모델로 이루어진 균열발견체계를 제시하였는데, 균열위치예측모델은 모드민감도와 고유진동수 사이의 선형적인 관계로부터 간접적으로 유도되었으며 균열크기예측모델은 균열발생에 의한 변형에너지의 손실을 진동특성치의 변화와 비교하는 동적 파괴역학적 방법으로부터 유도되었다. 다음으로, 기존에 발표된 양단-자유보에 대한 진동모드 실험결과를 사용하여 균열위치와 균열크기를 예측하고 평가하므로 균열발견모델의 적합성과 적용성을 실험적으로 검토하였다. 대부분의 손상시나리오에서 균열위치와 균열크기 예측치는 실제값과 근사하게 일치하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.35 no.10
• /
• pp.1211-1222
• /
• 2011

It is necessary to use prestressed modal analysis to calculate the modal frequencies and mode shapes of a prestressed structure such as a spinning blade, a preloaded structure, or a thermally deformed pipe, because the prestress effect sometimes causes significant changes in the frequencies and mode shapes. When the finite element model under consideration has a very large number of degrees of freedom, repeated prestressed modal analyses for investigating the prestress effects might become too computationally expensive to finish within a reasonable design-process time. To alleviate these computational difficulties, a Krylov subspace-based model order reduction, which reduces the number of degrees of freedom of the original finite element model and speeds up the necessary prestressed modal analysis with the reduced order models (ROMs), is presented. The numerical process for the moment-matching model reduction is performed directly on the full order models (FOMs) (modeled in ANSYS) by the Arnoldi process. To demonstrate the advantages of this approach for performing prestressed modal analysis, the prestressed wheel and the compressor impeller under their high-speed rotation are considered as examples.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.12 no.4
• /
• pp.649-659
• /
• 1999

본 연구에서는 점탄성감쇠기가 설치된 비비례 감쇠 구조물의 바람에 대한 확률적 응답을 진동수영역에서 구하였다. 복소수 고유치 및 고유백터를 바탕으로 모드중첩법을 이용하여 응답의 RMS 값을 구하고 그것을 근사적인 방법인 모드 변형에너지법에서 얻은 결과와 비교하였다. 또한, 가력 진동수에 따라서 변하는 점탄성감쇠기의 강성 및 감쇠 계수를 상수로 모형화하였을 때의 풍응답 해석 결과의 정확성을 진동수영역에서 검증하였다. 해석결과에 의하면 감쇠기의 진동수 의존 특성은 구조물의 1차 고유 진동수에 의해서 비교적 정확하게 표현되었고, 모드 변형에너지법은 대체로 정확한 결과를 도출하였지만, 가속도 응답을 구할 때에는 다소 큰 오차를 유발하였다.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.11 no.3
• /
• pp.173-185
• /
• 1998

본 연구에서는 자동차엔진 및 트랜스미션 성능시험을 위한 다이나모 베드구조물을 분석하고 설계하였다. 해석상에 고려된 베드구조물은 Ⅰ형강 구조물, 보강된 박스구조물 그리고 블록구조물로 제작되었으며, 시험을 위한 엔진 및 트랜스미션은 베드상판에 장착된다. 엔진구동시 회전에 의한 진동이 발생된다. 공진을 피하기 위해 베드구조는 충분한 구조적 일체성을 가져야 한다. 본 연구에서는 베드 구조물의 응력, 변위 그리고 자유진동해석이 ANSYS Code를 이용한 유한요소해석이 수행되었다. Ⅰ형강 구조형 베드 구조물에서 최대 응력은 23.2MPa에서 90.3MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 0.25㎜에서 0.92㎜까지 나타났다. 박스 구조형 베드 구조물에서 최대 응력은 0.028MPa에서 0.259MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 0.031㎜에서 0.413㎜까지 나타났다. 그리고 박스구조형 베드 구조물에서 최대 처짐은 0.92MPa에서 2.15MPa까지 나타났으며, 최대 처짐은 1.1㎜에서 2.7㎜까지 나타났다. 모든 구조물이 응력과 처짐 값에서 매우 안정적인 범위 내에서 발생됨을 볼 수 있었다. 구조진동해석에서 Ⅰ형강 베드구조물의 고유진동수는 112.03㎐에서 141.66㎐까지의 범위에 발생되었다. 박스 구조형 베드구조물에서의 고유진동수는 396.93㎐에서 755.11㎐까지의 범위에서 발생되었다. 마지막으로 블록구조형 베드구조물에서는 266.51㎐에서 244.67㎐까지의 고유진동수를 찾을 수 있었다. 모든 구조물에서 베드구조물의 무게증가에 따른 기본진동수는 증가된다. 베드시스템의 지지기초시스템은 2자유도계 시스템으로 설계되었으며, 다양한 질량변화 및 스프링상수 변화에 따른 진동해석을 수행하였다. 질량비가 증가될수록 고유진동수는 크게 감소되며, 스프링상수가 증가될수록 고유진동수는 감소된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.1-8
• /
• 1989

The main purpose of the present paper is to present both the fundamental frequency and some higher free vibration frequencies for circular arches with variable section, in which rotatory inertia is included. The differential equations are derived for the in-plan free vibration of elastic circular arches with variable section. These equations were solved numerically for the linear variable circular cross-section with clamped-clamped end constraint. As the numerical results, the four lowest nondimensional natural frequencies presented as functions of the nondimensional system parameters : the end moment of inertia to crown moment of inertia ratio, the slenderness ratio, and the opening angle. The effect of rotatory inertia on the nondimensional natural frequency is also reported.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.20-27
• /
• 2013

Simple Iteration Method for calculating the natural frequency is presented in this paper. This method is simple but exact method of calculating natural frequencies corresponding to the modes of vibration of beams and tower structures with irregular cross sections and arbitrary boundary conditions. This method consists of determining the deflected mode shape of the member due to the inertia force under resonance condition. Finite difference method is used for this purpose. The influence of the $D_{22}$ stiffness on the natural frequency is rigorously investigated. In this paper, the influence of the loading sizes, different cross section on the natural frequency of vibration of some structural elements is presented. This method extends to two dimensional problems including advanced composite material structures.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2000.06a
• /
• pp.868-875
• /
• 2000

이 연구의 목적은 당사에서 제작한 멤브레인형 $130,000M^3$와 $135,000M^3$ LNG 운반선의 진동특성을 파악하고, 거주구역의 진동수준을 예측하기 위함이다. 우선 공진 회피의 관점에서 최적의 프로펠러를 선택하기 위해 간단한 계산을 수행한 후, 주변 해수를 고려한 선박 전체를 모델링하여 3차원 유한요소해석을 수행한다. 이 계산은 보다 정확한 고유진동수를 결정하고, 프로펠러 기진의 주파수 범위에서 관련된 모드 형상을 결정하며, 선박 거주구에서 기대되는 진동수준은 잘 예측할 수 있다. 다음으로 선박이 진수되고 전체구조가 조립된 후 안벽에서 불평형 가진기를 이용해 가진기테스트를 실시하고, 해상시운전 중에도 동일한 방법으로 테스트를 실시한다. 시험은 고유진동수의 항으로 선박의 실제진동응답과 계산결과와의 좋은 비교를 가능하게 한다. 추가적으로 실제 엔진을 구동해 RPM을 최저에서 최고까지 천천히 변경하면서 실제 운항 중 진동응답을 계측함으로서 고유진동수를 예측하여 해석결과 및 가진기 시험결과와 비교한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.13 no.1
• /
• pp.87-95
• /
• 2000

The two eigenvalues (elastic critical load and natural frequency of lateral vibration) of sinusoidally tapered bats with simply supported ends were determined by the finite element method. For the convenience of structural engineers who are engaged in the structural design or vibration analysis of tapered beam-columns, eigenvalue coefficients were expressed by simple algebraic equations. The validity of each algebraic equation was confirmed by the value of unity for each correlation coefficient. The influence of axial thrust on the lateral vibration frequency was also investigated. For this purpose, the axial thrust was increased successively and the corresponding frequency was calculated. The approximate linear relationship between the axial thrust and the square of the frequency was confirmed lot each of the tapered members.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.291-302
• /
• 1997

This paper presents an analytical method for evaluating the free vibration of a circular cylindrical tank filled with bounded compressible fluid. The analytical method was developed by means of the finite Fourier series expansion method. The compressible fluid motion was determined by means of the linear velocity potential theory. To clarify the validity of the analytical method, the natural frequencies of a circular cylindrical tank with the clamped-clamped boundary condition, and filled with water, were obtained by the analytical method and the finite element method using a comercial ANSYS 5.2 software. Excellent agreement on the natural frequencies of the liquid-filled tank structure was found. The compressiblity and the fluid density effects on the normalized coupled natural frequencies were investigated. The density of fluid affects on all coupled natural frequencies of the tank, whereas the compressibility of fluid affects mainly on the natural frequencies of lower circumferential modes.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.16 no.3
• /
• pp.411-418
• /
• 1992

본 연구에서는 인장하중을 받는 균열이 없는 박판 시험편과 45˚경사균열시험 편의 고유진동수 측정을 위하여 레이저 홀로그래피법을 이용하여 진동모드 측정을 하 여 그 결과를 비교분석하는 실험방법을 택하였으며, 균열이 없는 박판에 대해서만 무 차원하중의 증가에 따른 고유 진동수의 변화관계를 실험치와 Ritz Method에 의한 유한 요소 해석치와 비교하였다.