• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.33 no.4
• /
• pp.245-253
• /
• 2020

In this study, natural frequencies are compared using several pile-soil interaction (PSI) models to evaluate the effects of each model on resonance safety checks for a monopile type of wind turbine structure. Base spring, distributed spring, and three-dimensional brick-shell models represented the PSIs in the finite element model. To analyze the effects of the PSI models on a natural frequency, after a stiffness matrix calculation and Winkler-based beam model for base spring and distributed spring models were presented, respectively; natural frequencies from these models were investigated for monopiles with different geometries and soil properties. These results were compared with those from the brick-shell model. The results show that differences in the first natural frequency of the monopiles from each model are small when the small diameter of monopile penetrates hard soil and rock, while the distributed spring model can over-estimate the natural frequency for large monopiles installed in weak soil. Thus, an appropriate PSI model for natural frequency analyses should be adopted by considering soil conditions and structure scale.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.19-28
• /
• 1990

The main purpose of this paper is to present both fundamental and some higher natural frequencies of catenary arcs. The differential equations governing planar free vibrations for these arcs are derived, in which the rotatory inertia is included, as non-dimensional forms and solved numerically to obtain frequencies and mode shapes. The hinged-hinged and clamped-clamped end constraints are applied in numerical examples. The lowest four natural frequencies are reported as the functions of non -dimensional system parameters; the slenderness ratio and the rise to span length ratio. The effects of rotatory inertia on natural frequencies are reported and some typical mode shapes are also presented.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.18 no.6
• /
• pp.147-154
• /
• 2014

The cable damages of the bridge structures induce very important impact on the structural safety, which implies the close monitoring of the cable damage is required to secure sustained safety of the bridges. Most usual available maintenance techniques are based on the monitoring the change of the natural frequency of the structures by damages. However, existing method are based on vibration method to calculate lateral vibration and system identification can calculate the axial stiffness using sensitivity equation by trial error method. But the frequency study by the longitudinal movement need because of the sag effect in system identification. This study proposes a new method to investigate the damage magnitudes and status. The method improves the accuracies in the magnitudes and status of damages by adopting the natural frequency of longitudinal movement. The study results have been validated by comparing them with the approximate solution of FEM. Thus, the relationship of cable damage and frequency appear with relation that the severe damage has the little frequency. If we know the real frequency we can estimate the cable damage severity using this relationship. This method can be possible the efficient management of the cable damage.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2001.11a
• /
• pp.167-172
• /
• 2001

구조최적화는 기계구조물의 동특성을 변경하기 위하여 필수적으로 수행되어야 할 요소이다. 어떠한 방법을 택하여 보다 효율적으로 수행할 것 인지가 엔지니어의 관심일 것이다. 구조최적화는 설계변수에 따라 치수최적화, 물성치최적화 형상최적화 등으로 나눌 수 있다. 형상 최적화는 구조물의 유한요소모델을 기본으로 경계의 형상이나 절점의 형상, 회전 등을 설계 변수로 삼는 것이다. 고유진동수를 높이거나 모드형상을 제어하기 위하여 평판에 보강재를 붙이는 경우가 있다. 이때 보강재의 위치나 치수 형상 등이 중요한 변수가 될 수 있다. 본 논문에서는 평판의 고유진동수를 극대화 하기위해 보 보강재를 붙이는 문제에서 보의 회전을 설계 변수로 삼아 최적설계를 수행 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
• /
• 2011.06a
• /
• pp.224-224
• /
• 2011

본 연구에서는 냉장고 압축기를 지지하고 있는 평판의 고유진동수를 제어하여 냉장고 전체에 전달되는 진동의 저감을 꾀하고자 한다. 평판의 과도한 진동의 원인을 분석하기 위해 먼저 실험 모드 해석을 수행하였다. 평판의 고유진동수를 효과적으로 제어하기 위해 평판의 고유진동수와 진동모드에 미치는 영향을 상용 구조 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 검토하였다. 해석의 신뢰성은 먼저 수행한 실험 모드 해석 결과와의 비교를 통해 검증하였다. 이들 일련의 과정을 통해 냉장고 압축기를 지지하는 평판의 최적 형상 설계 방법 도출하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2010.02a
• /
• pp.39.2-39.2
• /
• 2010

본 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 거더 구조물의 긴장력 손실을 검색하기 위한 유한요소모델 개선기법을 제시하였다. 먼저, 유한요소모델개선 기법의 이론적 배경을 제시하였다. 두 번째로, 다수의 긴장력 조건하의 모형 PSC 거더에 대한 모드파라메터들을 측정하기위해 진동실험을 수행하였다. 세 번째로, 유한요소모델의 구조파라메터 개선을 통해 실험결과와 유사한 고유진동수를 얻기 위한 진동기반 구조식별을 수행하였다. 마지막으로, 다수의 긴장력 조건하에서 실험을 통해 측정된 고유진동수와 수치적으로 식별된 고유 진동수를 이용하여 모델개선 기법의 적합성을 검증하였다.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
• /
• v.12 no.3
• /
• pp.89-95
• /
• 2012

Post-tensioned void slab is frequently used for improving the deflection and sound proofing. Two one story 8m spanned structures were built. One structure applied post-tensioned solid slab, but the other did post-tensioned void slab. Dynamic characteristics, which is natural frequency and damping ratio, was compared between that of solid slab and void slab before and after post tension. The natural frequency of void slab was greater than that of solid slab before and after post tension. It was shown that damping ratio of solid slab and void slab was almost same at two stages.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2009.04a
• /
• pp.540-543
• /
• 2009

본 연구는 숭례문의 진동측정을 통한 고유진동수와 감쇠, 진동모드 등의 파악을 목적으로 한다. 목조 건축물의 진동측정방법은 건축물에 손상을 주지 않으며 공학적인 데이터의 획득으로 숭례문의 시간, 환경에 따른 구조특성의 변화를 수치적으로 파악할 수 있게 해준다. 숭례문에 대하여 상시미동측정과 인력가진측정을 실시하였다. 그 결과, 숭례문의 진동특성은 장변방향으로 2.12Hz, 단변방향으로 1.56Hz로 비슷한 규모와 형식이라고 할 수 있는 흥인지문, 수원 팔달문보다 높은 고유진동수값을 얻었고 감쇠값은 장변방향으로 1.7%, 단변방향으로 1.8%의 값을 가진다. 2008년 화재로 전소된 숭례문의 진동특성이지만 앞으로 비슷한 구조 건축물에 대한 측정 데이터의 축적을 통하여 목조 건축물의 진동특성에 대한 주기식 및 성능파악에 대한 기준 및 평가자료의 근거로 쓸 수가 있다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.10a
• /
• pp.187-191
• /
• 1994

기계구조물내의 균열은 고하중상태에서 갑작스러운 파괴의 주요 원인의 하나로서 이러한 균열의 조기탐지를 위해 기존의 비파괴검사 방법 이외에, 최근 진동측정 및 진동분석을 이용하는 방법이 경제성 및 그 효용성으로 인하여 깊게 연구되고 있다. 이러한 진동특성의 변화를 이용하여 균열을 탐지하는 방법이 많은 학자들에 의해 연구되어졌으며, 현재까지의 연구결과중 균열의 크기 및 위치를 동시에 탐지할 수 있는 방법중에서 비교적 단순, 정확하다고 판단되는 방법으로는 임의의 두 지점에서의 진폭측정을 이용한 Rizos(1)의 방법과 고유진동수 및 모우드형 측정을 이용한 Kam & Lee(2)의 방법이 있으나 이들 방법은 두가지 이상의 진동특성치를 요구하고 있다. 본 연구의 목적은 진동특성치중 고유진동수만을 이용하여 단순부재에서 균열의 크기 및 위치를 수치적으로 예측할 수 있는 새로운 해석기법을 제시하고, 기존 방법 사용시의 결과와 비교 검토하여 그 유용성을 판단하는데 있다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.41 no.1
• /
• pp.39-48
• /
• 2021

In this paper, an analytical model is proposed for assessing the natural frequency of barrettes subjected to vertical loading. The differential equation governing the free vibration of rectangular friction piles embedded in inhomogeneous soil is derived. The governing equation is numerically integrated by Runge-Kutta technique and the eigenvalue of natural frequency is computed by Regula-Falsi method. The numerical solutions for the natural frequency of barrettes compare well with those obtained from finite element analysis. Illustrated examples show that the natural frequencies increase with an increase of the cross-sectional aspect ratio, the friction resistance ratio and the soil stiffness ratio, and decrease with an increase of the friction aspect ratio, the slenderness ratio and the load factor, respectively.