• 제목/요약/키워드: 유한요소전달행렬법

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인도행렬에 의한 축대칭 원통형 쉘의 해석 (An Analysis of Axisymmetric Cylindrical Shell by the Leading Matrix Method)

  • 이관희;박준용;김우중
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.193-201
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    • 2004
  • 본 연구의 목적은 축대칭 하중을 받는 원통형 펄의 엄밀해를 구하는데 있어서, 간략하면서도 엄밀한 해를 구하는 방법을 제시하고자 하는데 있다. 이는 임의 형상의 구조해석을 위한 강력한 도구이긴 하지만 여전히 근사해석인 유한요소법에 대체될 수 있을 것이다. 이를 위해 본 논문은 반복법의 일종인 인도행렬법을 이용한 절점역계의 분배방식을 사용하였다. 원통형 쉘의 분배와 전달인자는 한성지반상의 보에 대한 미분방정식으로부터 구해진 것이다. 이러한 방법을 축대칭 집중하중과 정수압을 받는 원통형 쉘에 각각 적용해 보았고, 그 결과는 BEF 이론해와 비교할 때 만족할 만 하였다.

코리올리 효과를 가진 압전-구조계의 모델차수축소법 (Model Order Reduction for Piezoelectric-Structural Systems with Coriolis Effect)

  • 한정삼
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.713-716
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    • 2010
  • 본 논문에서는 코리올리 효과를 가진 압전-구조 시스템의 주파수응답 해석을 효율적으로 수행하기 위한 크리로프 부공간 모델차수축소법을 제안하였다. 이 방법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석에 효과적으로 이용되고 있다. 예제로 고려된 압전형 미소 각속도계의 해석에는 압전구동 하중과 구조체의 회전에 따른 원심력이 동시에 입력하중으로 고려되는 다중입력의 경우이므로 변환행렬 V의 생성시, block Arnoldi 과정을 이용하여 두 하중의 효과를 축소모델에 함께 고려한다. 본 문제에 제안된 축소기법을 이용한 결과, 축소모델을 이용하여 원래 시스템의 관심영역의 주파수응답을 작은 차수의 모델로도 정확하게 계산할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 다양한 가진조건과 각속도 입력 하에서의 주파수응답을 정확하고 더욱 효율적으로 계산할 수 있을 것이다.

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전달행렬법에 의한 변단면 곡선 상자형 거더교의 정적해석 (Static Aanlysis of Curved box Girder Bridge with Variable Cross Section by Transfer Matrix Method)

  • 김용희;이윤영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.109-120
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    • 2003
  • 근래에 와서 도로교량의 형식 선정에서 미관에 대한 고려가 더욱 더 강조되는 추세 있으며, 미적으로 뛰어난 곡선교의 가설이 자연적으로 선호된다. 전달행렬법은 이론의 체계가 알기 쉽고, 응용범위가 넓은 점에서 구조해석법으로 범용성이 있는 것으로 주목되어 왔다. 전달행렬법에 의한 변단면 곡선 상자형교의 정적해석을 유한요소법과 비교하여 잘 일치함으로써 프로그램의 타당성을 검증하였다. 곡률반경과 중심각에 따른 해석 및 변단면 곡선식에 따른 지간비를 구하여 최적지간비와 변단면 비를 순수비틂이론에 의한 해석치를 분석하였다.

FETM을 이용한 다자유도 회전체 시스템의 진동해석

  • 김승현;김영배
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.818-821
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    • 1995
  • A MDOF vibration analysis of the rotor is performed using combined modeling of transfer matrix method and finite element method(FETM). The method combines the advantages of both matrix. Each rotor is modelled using transfer matrix method and treated one element or several ones. The finite element method is applied in composing a system matrix and finding roots. The method used in this is more efficient than conventional finite element method in saving calculation time and provides good results in complex MDOF rotor model.

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전달행렬법을 사용하여 균열이 있는 티모센코 보의 동특성 해석 (Dynamic Analysis of Cracked Timoshenko Beams Using the Transfer Matrix Method)

  • 김정호;곽종훈;이정우;이정윤
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.179-186
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    • 2016
  • This paper presents a numerical method that can evaluate the effect of crack for the in-plane bending vibration of Timoshenko beam. The method is a transfer matrix method that the element transfer matrix is deduced from the element dynamic stiffness matrix. An edge crack is expressed as a rotational spring, and then is formulated as an independent transfer matrix. To demonstrate the accuracy of this theory, the results computed from the present are compared with those obtained from the commercial finite element analysis program. Based on these comparison results, a parametric study is performed to analyze the effects for the size and locations of crack.

액체로켓 터보펌프의 임계 속도 해석 (Critical Speed Analysis of the Liquid Rocket Turbopump)

  • 전성민;곽현덕;윤석환;김진한
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.92-99
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    • 2005
  • 30톤 추력급 터보펌프에 대한 회전체 동역학 해석이 수행되었다. 연료펌프와 터빈에 의해서 유발되는 공력 및 수력 하중이 볼 베어링과 비접촉식 실의 강성 및 감쇠 예측을 위하여 고려되었다. 임계 속도의 분리 안전 여유와 회전체 부품의 팁 변위를 예측하기 위하여 임계 속도 해석과 질량 불평형 응답 해석이 수행되었다. 정확한 해석을 위하여 3차원 유한요소법을 사용하였고 1차원 전달함수 행렬법의 결과와 비교하였다. 탄성 링을 추가적으로 장착함으로써 베어링 지지부의 강성 제어를 통하여 충분한 공진 분리 여유의 확보가 가능함을 확인하였다.

전달 강성계수법에 의한 격자형 구조물의 자유 진동 해석 (Free Vibration Analysis of Lattice Type Structure by Transfer Stiffness Coefficient Method)

  • 문덕홍;최명수;강화중
    • 소음진동
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    • 제8권2호
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    • pp.361-368
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    • 1998
  • Complex and large lattice type structures are frequently used in design of bridge, tower, crane and aerospace structures. In general, in order to analyze these structures we have used the finite element method(FEM). This method is the most widely used and powerful tool for structural analysis. However, it is necessary to use a large amount of computer memory and computation time because the FEM resuires many degrees of freedom for solving dynamic problems exactly for these complex and large structures. For overcoming this problem, the authors developed the transfer stiffness coefficient method(TSCM). This method is based on the concept of the transfer of the nodal dynamic stiffness coefficient which is related to force and displacement vector at each node. In this paper, the authors formulate vibration analysis algorithm for a complex and large lattice type structure using the transfer of the nodal dynamic stiffness coefficient. And we confirmed the validity of TSCM through numerical computational and experimental results for a lattice type structure.

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영향계수법을 이용한 고속 스핀들의 밸런싱에 관한 연구 (A Study on Balancing of High Speed Spindle using Influence Coefficient Method)

  • 구자함;김인환;허남수
    • 한국기계가공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.104-110
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    • 2012
  • The spindle with a built-in motor can be used to simplify the structure of machine tool system, while the rotor has unbalance mass inevitably. A high-speed spindle can be very sensitive to rotating mass unbalance which has harmful effect on many machine tools. Therefore, the balancing procedure to reduce vibration in rotating system is certainly needed for all high-speed spindles. So, it was performed with a spindle-bearing system for CNC automatic lathe by using numerical procedure. The spindle is supported by the angular contact ball bearings and the motor rotor is fixed at the middle of spindle. The spindle-bearing system has been investigated using combined methodologies of finite elements and transfer matrices. The balancing was performed through influence coefficient method and the comparison was made by whirl responses between before balancing and after balancing. As a result, balancing of simple spindle model reduced whirl orbit magnitude in case of a completely assembled spindle model.

벽식구조물의 효율적인 연직진동해석 (Efficient Floor Vibration Analysis in A Shear Wall Building Structure)

  • 김현수;이동근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권6호통권40호
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    • pp.55-66
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    • 2004
  • 현재 국내에서는 벽과 바닥판만으로 이루어진 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 건설되고 있다. 아파트와 같은 주거구조물에서는 다양한 진동원에 의하여 진동이 발생하고 이러한 진동은 벽과 바닥판을 통하여 이웃한 세대 및 위, 아래층 세대로 전달되게 된다. 벽식구조물의 진동해석을 정확하게 수행하기 위해서는 벽과 바닥판을 많은 수의 유한요소로 세분한 모델을 사용하는 것이 필요하다. 그러나 아파트와 같은 벽식구조물 전체를 수많은 유한요소로 세분하여 모형화하면 막대한 해석시간과 컴퓨터 메모리가 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 상당히 줄어든 해석시간과 컴퓨터 메모리를 사용하여 정확한 해석결과를 얻기 위하여 행렬응축기법으로 벽과 바닥판에 수직인 자유도만 가지는 효율적인 진동해석 모델을 제안한다. 벽식구조물에서 벽과 바닥에 수직인 자유도만을 남기고 나머지 자유도를 행렬응축기법을 통하여 한꺼번에 소거를 한다면 행렬응축과정에서 상당히 많은 양의 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 벽이나 바닥판에 수직인 자유도만을 가진 수퍼요소를 생성한 후 이를 조합하여 한 층을 나타내는 부분구조를 만들고 최종적으로 부분구조를 조합하여 전체 구조물을 구성하는 모형화 기법을 제안하였다. 제안된 해석기법의 정확성과 효율성을 검증하기 위하여 3층 및 5층의 벽식구조물을 예제구조물로 사용하여 동적해석을 수행하였다. 예제해석 결과 제안된 해석방법의 결과는 절점당 6개의 자유도를 모두 사용한 해석모델의 결과와 비슷한 정확성을 보이면서도 소요되는 해석시간과 컴퓨터 메모리를 대폭 줄일 수 있었다.

BLDC 전동기의 동적 편심 및 전자기적 불평형력을 고려한 편심 회전자의 과도 동적 해석 (Transient Dynamic Analysis of a Dynamci Eccentric Rotor with Unbalanced Magnetic Forces in BLDC Motors)

  • 김태종;황상문;박노길
    • 소음진동
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    • 제10권3호
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    • pp.401-409
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    • 2000
  • Vibration of a BLDC motor is a coupled phenomenon between mechanical characteristics and magnetic origins through the motor air-gap. When a relative misalignment of rotor in the air-gap center exists on the assemblage it is considered to influence the motor system characteristics, depending on the degree of misalignment. The rotor-motor system used in a washing machine is modeled using FE-TM and a magnetic force of BLDC motor with radial rotor eccentricity is analyzed. And the transient whirl responses of a rotor system with relative misalignment in the motor air-gap are investigated considering mechanical origins and magnetic effects. Results show that rotor misalignment in the air-gap affect the vibration of the rotor-motor system.

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