• 제목/요약/키워드: 고유 진동수

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역대칭 Angle-Ply 적층판의 변형에너지 특성에 관한 연구 (Strain Energy Characterics of Antisymmetric Angle-Ply Laminated Plates)

  • 박승진
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.691-700
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    • 2000
  • 두 변이 단순지지된 역대칭 Angle-Ply 적층판의 자유진동에 대하여 Yang, Norris, Stavsky의 YNS 이론을 이용하여, 적층판의 자유진동해석 및 변형에너지 해석을 하였다. 적층판의 운동방정식은 선점법을 사용하여 해석하였고, 탄성계수비와 적층수가 고유진동수에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 변형에너지 분포 해석을 이용하여 적층판의 진동특성을 명확히 규명하였다.

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대각선 방향으로 분할된 압전 진동 에너지 수확 장치의 성능 연구 (Performance Study of Diagonally Segmented Piezoelectric Vibration Energy Harvester)

  • 김재은
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권8호
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    • pp.983-989
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    • 2013
  • 본 연구에서 제안한 압전 진동 에너지 수확 장치는 기존 외팔보의 직사각형 면이 대각선을 따라 분할되어 2 개의 에너지 수확 단위로 구성되어 있다. 부 구조물은 주 구조물이 진동 에너지 원에 부착되는 방향과 반대 방향으로 주 구조물의 끝단에 부착되어 있으며, 각 에너지 수확 단위는 폐회로 상태의 고유 진동수가 일치하도록 설계되었다. 동일한 고유 진동수를 갖는 2 개의 구조물이 연결될 때 관찰되는 일반적인 현상과 달리, 제안된 구조에서는 고유 진동수 분리가 작으며, 1 차 및 2 차 모드의 순서가 바뀌어 나타난다. 이로 인해 출력 전력 역시 특정 주파수 근처에서 집중 생성된다. 상용 유한 요소 해석 소프트웨어를 사용하여 제안된 진동 에너지 수확 장치의 최대 생성 전력이 동일한 설치 영역 및 끝단 질량을 갖는 기존 외팔보 형태의 장치에 비해 실질적으로 향상됨을 보였다.

환형 디스크 형상이 래디얼 진동에 의한 음향방사 특성에 미치는 영향 (Effects of Geometric Configuration on the Vibro-acoustic Characteristics of Radial Vibration of an Annular Disc)

  • 이형일
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권7호
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    • pp.596-604
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    • 2007
  • 이 논문은 후판 환형 디스크의 기하학적인 형상이 래디얼 방향 진동에 의해 방사되는 소음에 미치는 영향을 연구하였다. 디스크의 내경을 고정한 상태에서 두께와 외경을 주어진 범위내에서 변경하면서 이론적인 해를 이용하여 래디얼 모드의 고유진동수와 진동모드의 변화를 검토하였다. 이 결과를 이용하여, 해당 형상을 가진 디스크의 래디얼 방향 고유진동에 의해 발생되는 원격음장, 음향파워 및 방사효율을 계산하였다. 이 결과로부터 고유진동에 의한 음향파워와 방사효율을 최소화할 수 있는 기하학적인 형상을 선택하였다. 마지막으로, 최적화된 디스크의 임의 위치에 단위 하모닉 가진을 가했을 경우에 발생되는 음향파워 및 방사효율 스펙트럼을 구하였으며, 전산해석을 통해 그 정확성을 검증하였다. 이 논문에 소개된 방법을 적용하면 주어진 제한 조건을 만족하면서 목표 주파수 범위내에서 래디얼 진동에 의해 발생되는 소음을 최소화할 수 있는 기하학적인 형상을 간편하고 논리적으로 구할 수 있다.

원주 방향 두께가 불균일한 배관의 진동 모드 특성을 이용한 배관 감육 검사 기법 연구 (Pipe Wall-Thinning Inspection using Vibration Modes of Pipes with Circumferentially Varying Thickness)

  • 한순우;서정석;박진호
    • 한국가스학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.18-26
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    • 2017
  • 현재의 초음파 두께 측정에 기반한 배관 감육 검사 속도를 개선하기 위해 배관 쉘 진동 모드의 고유 진동수 변화를 이용한 감육 검사 기법을 제안하였다. 감육이 발생한 부위의 축방향 수직 단면의 두께는 원주 방향을 따라 불균일하게 변화하는데, 두께가 균일한 경우에 비해 쉘 모드의 고유 진동수가 감소하거나 두 개 이상으로 분기됨을 확인하였다. 배관의 고유 진동수는 한 번의 측정으로도 평가할 수 있으므로, 제안한 방법을 이용하면 축방향 수직 단면의 평균 두께 변화를 빠르게 확인할 수 있어 초음파 두께 측정 방식에 비해 신속한 감육 검사가 가능하다. 본 논문에서는 제안 기법의 원리를 설명하고, 2차원과 3차원 감육 배관 모델 및 시편을 이용한 전산 해석과 실험을 통해 제안한 기법의 적용성을 검증하였다.

이중 사인 시리즈법에 의한 직사각형 평판의 진동모드 해석 (An Analysis of the Vibrational Modes for a Rectangular Plate by Using the Double Fourier Sine Series Method)

  • 고영준;남효덕;장호경
    • 한국음향학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.39-44
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    • 1999
  • 직사각형 평판의 고유진동수와 진동모드를 연구하였다. 이중 퓨리에 사인시리즈를 직사각형 평판의 모달 변위함수로 사용하였으며, 다양한 경계조건을 가지는 자유진동 해석에 적용하였다. 유한급수 전개로써 근사해를 나타내는 고전적인 Ritz 방법을 이용해서 직사각형 평판의 고유진동수를 해석한 Leissa의 결과와 본 연구의 결과를 비교하였다. 그리고, 평판의 형상비에 따른 영향도 연구하였다. 자유경계 평판, 외팔평판, 고정평판, 그리고 모서리가 단순지지된 직사각형 평판의 진동형태를 가시화 하였다.

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다양한 경계조건에서 원판이 결합된 원통 셸의 고유진동 해석 (Analysis of Free Vibration of a Cylindrical Shell with a Circular Plate Under Various Kinds of Boundary Conditions)

  • 임정식;손동성
    • 소음진동
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    • 제8권5호
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    • pp.936-948
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    • 1998
  • A theoretical formulation for the analysis of free vibration of a cylindrical shell with a circular plate attached at an arbitrary axial position of the shell under various kinds of boundary conditions was derived and programed to get the numerical results for natural frequencies and mode shapes of the combined system. The boundary conditions of the shell to be considered here are clamped-free, clamped-simply supported, both ends clamped and both ends simply supported. The frequencies and mode shapes from theoretical calculation were compared with those of commercial finite element code, ANSYS. The results showed good agreement with those of ANSYS in frequencies and mode shapes. The program will contribute to the design optimization of a shell/plate combined system through the analysis of natural frequencies and mode shapes for the system.

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ANGLE-PLY 적층쉘의 진동특성에 관한 연구 (Vibration Analysis of Angle-Ply Laminated Shells)

  • 박승진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6A호
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    • pp.409-415
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    • 2011
  • Angle-Ply 적층쉘의 진동특성에 관한 최적화해석을 위해 1차전단변형이론에 의한 Ritz Method를 이용하여 이론적으로 해석하고, 수치해석에 의해 고유진동수와 진동모드를 해석하여 적층수, 쉘의 지지조건, 적층순서에 미치는 영향을 정량적으로 검토하여 적층복합원통쉘의 기본고유진동수의 최적화를 위한 최적인 적층구성에 미치는 영향을 명확히 규명하고자 한다.

두 개의 매개변수로 표현되는 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동 (Free Vibrations of Circular Curved Beams Resting on Two-Parameter Elastic Foundation)

  • 이병구;박광규;오상진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.661-669
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    • 1999
  • 이 논문은 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동에 관한 연구이다. 회전관성 및 전단변형을 고려하여 두 개의 매개변수로 표현되는 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하고, 이를 수치적분기법과 시행착오적 행렬값탐사법이 결합된 수치해석기법으로 해석하였다. 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 곡선보의 최저차모드 3개의 고유진동수를 산출하였다. 곡선보의 수평높이 지간길이비, Winkler 지반계수, 전단지반계수에 따른 고유진동수 변화를 분석하였으며, 회전관성 및 전단변형의 영향을 고찰하였다.

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구부러진 3차원 박판 구조물의 고유 진동수 극대화를 위한 보강재 배치 최적화 (Stiffener Layout Optimization to Maximize Natural Frequencies of a Curved Three-Dimensional Shell Structure)

  • 이준호;박윤식;박영진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.954-957
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    • 2004
  • Based on the authors' previous work, where a geometric constraint handling technique for stiffener layout optimization problem using geometry algorithms was proposed, stiffener layout optimization to maximize natural frequencies of a curved three-dimensional shell structure was performed with a projection method. The original geometry of the shell structure was first projected on a two-dimensional plane, and then the whole optimization process was performed with the projected geometry of the shell except that the original shell structure was used for the eigenproblem solving. The projection method can be applied to baseline structures with a one-to-one correspondence between original and projected geometries such as automobile hoods and roofs.

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두꺼운 디스크의 면외 진동 해석을 위한 준-해석적 환상 민드린 평판 요소 (Semi-analytical Annular Mindlin Plate Element for Out-of-plane Vibration Analysis of Thick Disks)

  • 김창부;조현석;범현규
    • 한국철도학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.588-596
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    • 2012
  • 이 논문은 두꺼운 디스크의 면외 고유 진동을 유한 요소법을 사용하여 회전 관성 및 횡 전단 변형의 효과를 포함하면서 단순하고 효율적으로 정밀하게 해석할 수 있는 새로운 준-해석적 환상 민드린 평판 요소를 제시한다. 환상 민드린 평판의 평형 방정식의 정확한 해인 정적 변형 모드를 사용하여 요소의 보간 함수, 강성 및 질량 행렬은 절 직경 수에 대하여 유도되며, 이와 같은 요소는 면외 강체 운동을 정확하게 표현할 수 있고 전단 잠김이 없다. 제시된 요소를 적용하여 동심 링으로 지지되거나 지지되지 않은 균일 디스크 및 다단 디스크의 고유진동수를 해석하고, 그 결과를 선행 연구의 이론적 결과 또는 2차원 쉘 요소를 사용하여 얻어진 유한요소 해석 결과와 비교하여 제시된 요소의 수렴성 및 정확성을 조사하였다.