• 제목/요약/키워드: 랜덤 진동해석

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정규모드 동역학을 활용한 비선형 진동

  • 박철희
    • 소음진동
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    • 제7권1호
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    • pp.6-12
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    • 1997
  • 물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

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비정상 랜덤 가진력을 받는 항공기 착륙장치의 응답해석 기법연구 (On the Approximate Solution of Aircraft Landing Gear under Nonstationary Random Excitations)

  • 황재혁;유병성;공병식
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관; 6 Nov. 1997
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    • pp.345-351
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    • 1997
  • The motion of an aircraft landing gear over rough runway at variable speed is nonstationary. hi this paper, a method for the computation of nonstationary response variance is presented which uses a state space form for the combination of landing gear and runway excitation. The dynamic characteristics of the landing gear under nonstationazy random excitations has also been analyzed using the proposed method. The formulation is for linear systems of arbitrary order and allows any deterministic velocity history.

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유한요소법 및 실험을 이용한 트럭 탑재 특수 장비의 주행진동 해석 (Analysis of Transportation Vibration for Truck-Mounted Special Equipments via FEM and Experiments)

  • 송오섭;이학렬
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권10호
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    • pp.1083-1091
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    • 2009
  • Modern military equipments are tend to be mounted on a movable truck for their survivability and operation performance. Special units and electronic equipments installed on the truck experience the vibration caused by road roughness during their transport. The level of the transportation vibration is affected by both road conditions and vehicle speeds. In this paper, various experiments on the vibration characteristics of the equipment are carried out via road tests. Transportation vibration is also investigated by numerical analysis using FEM, and natural frequencies and random responses of the launcher are obtained. The PSD and RMS values of acceleration of the equipment are predicted and compared with test results.

Peak Factors for Bridges Subjected to Asynchronous Multiple Earthquake Support Excitations

  • Yoon, Chong-Yul;Park, Joon-Seok
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.7-13
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    • 2011
  • 지진에 대한 장대 교량의 정확한 반응 해석은 지진 방재에 있어서 중요한 역할을 한다. 본 논문은 비동기 다지지점 지진입력에 의한 교량의 반응을 진동수 영역방법과 시간 영역방법으로 해석하였으며 그 결과를 동기 입력 결과와 비교하였다. 시간영역방법에서는 선형모드 중첩 법으로 최대반응 값을 계산하였다. 진동수영역방법에서는 선형랜덤진동 이론을 사용하여 교량 성능에 영향을 미치는 모드와 다지지점 지진입력의 상호상관관계를 고려한 반응의 제곱평균근(RMS값)을 계산하였다. 교량 성능 반응 중, 변위 및 부재의 내력에 대한 시간 영역해석 결과와 진동수영역 해석 결과로부터 최대반응 값과 RMS값의 비로 정의된 최대반응 계수의 실용적인 값과 계산 방법을 요약하였다. 신뢰 있는 최대 반응계수가 있으면, 교량의 성능기반설계에서 구체적인 임의의 입력을 고려한 시간영역방법보다 결과의 일반성 및 수치적인 장점을 갖은 진동수영역방법이 더 효율적이다.

비정상 랜덤 가진력을 받는 항공기 착륙장치의 동특성 해석 (Dynamic Analysis of Aircraft Landing Gear under Nonstationary Random Excitations)

  • 황재혁;유병성;박명호
    • 소음진동
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    • 제8권2호
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    • pp.251-259
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    • 1998
  • The motion of an aircraft landing gear over rough runway at variable speed is nonstationary. In this paper, a method for the computation of nonstationary response variance is presented which uses a state space form for the combination of landing gear and runway excitation. The dynamic characteristics of the landing gear under nonstationary random excitations has also been analyzed using the proposed method. The formulation is for linear systems of arbitrary order and allows any deterministic velocity history. It has been found by a series of simulation that correlation parameter, damping coefficients of landing gear and tire, and velocity profiles play a prominent role on the dynamic characteristics.

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랜덤 진동 조건에서의 압축기 연결 파이프에 대한 가속 수명 팩터 선정 및 진동 피로 해석 (Evaluation of the Acceleration-factor and Analysis of the Vibration Fatigue for the Connection-pipe to the Compressor under the Random Vibration)

  • 한형석;정우승;윤경종;모진용
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.323-334
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    • 2008
  • According to the delivery condition, the breakage of a product occurs when it is delivered to the customers. Therefore product's makers evaluate the durability under the delivery process by accelerated life testing. In order to conduct this accelerated life testing accurately, it is very important to identify the acceleration-factor exactly between on-road and accelerated life test condition. In this paper, the acceleration-factor is identified by applying linear damage summation law, rain-flow cycle counting and Dirlik theory under the conditions of the random vibration. And approximated FEM model of the connecting-pipe to the compressor is developed for fatigue analysis. This model is finally verified by comparing the experiment results to the numerical analysis results.

HAUSAT-2 위성 STM 개발 및 발사환경시험 분석 (HAUSAT-2 STM(Structural-Thermal Model) Development and Launch Environment Test Result Analyses)

  • 장진수;황기룡;장영근
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.95-105
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    • 2005
  • 우주시스템연구실에서는 2008년 발사 예정으로 나노위성인 HAUSAT-2를 개발하고 있다. HAUSAT-2 구조-열 모델(STM)은 구조 및 열적 설계마진을 검증하기 위하여 개발한 시스템 모델이다. HAUSAT-2의 구조-열 모델을 이용하여 인증 수준의 진동시험과 열진공/평형시험을 수행하였다. 본 논문에서는 구조-열 모델의 구조해석과 진동시험의 결과를 비교하였고 이를 통해 해석조건을 변경해 재해석을 수행하였다. 인증수준의 진동시험 결과 구조-열 모델은 구조적인 손상 없이 설계 강성 요구조건을 만족하는 것을 확인하였다. 또한 구조 조립을 통해 조립성과 인터페이스를 확인하였다.

불규칙 교란을 받는 비행체에 장착된 비선형 시스템의 난진동 해석 (Analysis on random vibration of a non-linear system in flying vehicle due to stochastic disturbances)

  • 구제선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1426-1435
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    • 1990
  • 본 연구에서는 확률론적 등가선형화 기법을 사용하여 비선형 랜덤 시스템을 선형화하였다.또 이 선형화된 시스템을 최근에 새로이 제안된 방법을 적용하여 비 백색잡음형태의 랜덤 가진을 받을 때 그 거동을 구하였다.

비고전적 감쇠를 갖는 랜덤 진동계의 근사적 해석기법에 대한 연구 (On the Approximate Solution of Nonclassically Damped Linear Systems under Random Excitations)

  • 황재혁;유병성;박지상
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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    • pp.108-113
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    • 1998
  • Nonclassically damping comes from drastic variations of energy absorption rates of the materials in different parts of structures, or from the external damping sources inserted into the structures. In this study, an approximate method based on the real valued normal modes to analyze the responses of a nonclassically damped system under stationary random excitations has been suggested. The dynamic responses of an aircraft landing gear under stationary random excitations has been analyzed using the proposed method. It has been found by a series of simulation that this method is superior to other approaches in respect of computational effort and accuracy.

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발사환경에 대한 차세대 중형위성 전자광학 카메라 제어용 전장품의 구조건전성 평가 (Structural Safety Evaluation of Electro-Optical Camera Controller Box of CAS500 Satellite under Launch Environments)

  • 이명재;김현수;이덕규;오현웅
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.98-105
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    • 2018
  • 위성에 탑재되는 전장품의 경우 발사 진동환경에 대한 신뢰성 확보가 필수적이기 때문에 인증모델 제작 전 박스 레벨에서 설계요구조건에 대한 해석적 검증이 요구된다. 또한, 위성 전장품에는 다양한 실장 형태의 고집적 소자가 적용되기 때문에 솔더 접합부(Solder Joint)의 구조건전성 분석을 통한 신뢰성 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 차세대 중형위성 광학 탑재체 제어기의 일부인 CCB(Camera Controller Box)에 대한 구조 설계 요구조건을 만족하기 위하여, 박스 레벨에서 모드 해석 및 준정적 해석을 수행하였다. 아울러, CCB 주요 소자의 안전성 분석을 위해 피로파괴 예측 이론에 기반한 구조 해석을 수행하였으며, 주요 소자 유한 요소 상세 모델 구축을 통한 랜덤 등가 정적 해석을 실시하여 전장품의 구조 건전성을 평가하였다.