• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.371-379
• /
• 2001

This paper deals with the free vibrations of horizontally curved members resting on elastic foundations with continuity effect. Taking into account the effects of rotatory inertia and shear deformation, differential equations governing the free vibrations of such beams are derived, in which the Pasternak foundation model is considered as the elastic foundation with continuity effect. The differential equations are solved numerically to calculate natural frequencies and mode shapes. The experiments were performed in which the natural frequencies of such curved beams in laboratorial scale were measured and these results agree quite well with the present numerical studies. In numerical examples, the circular, parabolic, sinusoidal and elliptic curved members with the hinged-hinged, hinged-clamped and clamped end constraints are considered. The parametric studies are conducted and the lowest four frequency parameters are reported in tables and figures as the non-dimensional forms. Also the typical mode shapes are presented.

• Journal of KSNVE
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.7-19
• /
• 1991

해사기술연구소가 보유하고 있는 6자유도 대형진동대의 시스템 구성과 시험파형 합성기법 및 시험방법에 대하여 간략히 살펴보았다. 통상적인 가진기가 1방향의 운동만을 구현할 수 있음에 비해, 6자유도 진동대는 3축병진, 3축 회전의 임의의 복잡운동을 구현할 수 있는 국내 유일의 설비이며 용량 또한 30톤의 시험체까지를 대상으로 한 대형 진동대로서 각종 분야에 필요한 진동시험 업무를 지원할 수 있다. 구조물의 방진 및 내진설계를 위해서는 가능한한 실물 또는 모형의 실증실험이 필수적이며, 이는 내진 해석기법의 개발 및 검증의 기초가 된다. 특히 이 시스템은 내진 검증시험에 필요한 모든 기능을 갖추고 있으므로, 앞으로 건설될 국내원자력 발전소에 이용되는 각종기기의 내진검증시험을 통하여 이들 기기의 국산화에 크게 이바지할 것으로 보인다.

• Journal of KSNVE
• /
• v.8 no.4
• /
• pp.623-631
• /
• 1998

The free vibration analyses of the isotropic and composite(CFRP, GFRP) rectangular plates with point supports at the free edge and middle position are performed. The natural frequencies and nodal patterns of plates with point supports are experimentally determined by impact testing using an impact hammer. To compare and verify these experimental results, the finite element analysis is also carried out. The effect of the point support position, the number of point supports, and the anisotropic parameters on the natural frequencies and nodal patterns of cantilevered rectangular plates are investigated.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.32 no.6A
• /
• pp.379-387
• /
• 2012

This study investigates free vibration characteristics of new energy harvesting multi-layer block structures with different geometrical shapes using solid and shell finite elements and evaluate their piezoelectric effect on experiments. The two and three-dimensional finite element (FE) delamination models for block structures described in this paper is attractive not only because it shows excellent accuracy in analysis but also it shows the entire vibration mode shape. The FE model using ABAQUS is used for studying free vibrations of multi-layer block structures for various tip mass and PZT. In particular, new results reported in this paper are focused on the significant effects of the global and local vibration modes for various parameters, such as size of block shape, existence of tip mass and hole, and location of tip mass and PZT. In addition, we evaluate the power generation capacity of developed energy block structures through a laboratory-scale experiment.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1995.04a
• /
• pp.34-39
• /
• 1995

최근 승용차의 급격한 수요증가와 더불어 차량의 승차감 개선에 많은 관심이 집중되면서, 저진동 저소음 차량에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 연구의 일부로서, 수치해석법 및 진동실험에 의하여 복잡한 전체 구조물을 해석할 경우, 계산기의 기억용량, 계산시간, 비용이 많이 들게 되고, 한번 해석을 행한 구조물을 부분적으로 변경할지라도 전체의 계산을 다시 수행해야만 한다. 그래서, 복잡한 전체 구조물을 몇 개의 부분구조물로 나누어, 분계의 특성에 맞게 각기 수치해석법이나 모달실험을 적용한 후, 다시 합성하는 방법이 제시되었는데, 이것이 부분구조합성법이다. 이 방법을 사용하면, 유한요소 모델링이 쉬운 분계와 실험이 쉬운 분계를 서로 구분하여 각기 해석한 후 합성함으로써, 각 분계의 특성에 맞는 효율적인 해석을 수행할 수가 있다. 지금까지의 연구를 살펴보면, 유한요소해석에 의한 모드합성법에서는 Hurty가 구속모드법을 제안한 이래, 불구속모드법, 주종계법 등 많은 연구가 있었으나, 실험모달해석을 병행할 경우에는 결합부에서의 회전자유도의 처리문제, 특성 행렬의 동정문제, 많은 절점으로부터 데이타를 얻어야 하는 등의 어려움이 있었다. 이러한 문제를 개선시켜서 Hermanski등은 회전자유도가 보간된 모드합성법(interpolated mode synthesis, IMS)을 연구하여, 적은 실험데이타만을 사용하면서 단순지지 보에 적용함으로써 타당성을 입증하였다. 한편, 차체는 복잡한 부분구조물들로 이루어져 있으므로, 본 연구에서는 유한요소모델링의 용이함, 실험의 간편성, 계산의 효율성등을 추구하며, 실험과 유한요소해석을 병행한 부분구조합성법을 차량의 BIW(body in white)에 적용하는 방법을 연구하게 되었다. 그 기본연구로서 실험과 유한요소해석을 병행하여 회전자유도를 보간하는 방법을 먼저 단순한 판구조물에 적용을 하고, 나아가 실제 BIW를 축소하여 자체 제작한 모형차에 적용시켜 보았다.물은 분계 A(16개의 사각요소)와 분계 B(8개의 사각요소)로 이루어져 있으며 두개의 스프링으로 결합되어 있다. 설계변수는 강성에 국한하였으며 결합부의 결합형태는 탄성결합과 강결합으로 하였다. 감도해석과 축소임피던스 합성법에 의해 구해진 고유진동수와 FRF를 상용 유한 요소 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 통하여 검증하여 이 연구의 타당성을 검토하였다.인풋기어에서의 회전수 변동을 측정하고, 이 실험 데이타를 기초로 하여 엔진 토크 및 변속기에서의 드래그 토크를 계산하여 엔진-변속기 인풋기어의 반한정계 2자유도 진동모델과 비틀림 특성을 가진 클러치 디스크의 프리댐퍼 영역에 대해 시뮬레이션을 수행하여 클러치 비틀림 기구의 설계인자인 비틀림 강성, 히스테리시스 토크에 따른 비틀림 진동 저감 효과를 연구하고자 한다.성을 확인하였다. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the maximum relaxivity value. Th

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.69-76
• /
• 2010

After obtaining tensile and compressive stiffness as well as shear stiffness of elastomeric seismic isolator experimentally, those stiffness were modeled analytically using nonlinear computer program. To induce tensile stress due to overturning in the seismic isolators of an isolated frame for horizontal force, free vibration simulations generated by large initial displacement were conducted. Since elastomeric seismic isolator is weak for tensile stress, the axial stiffness of isolators shall be included properly in the analytical model to evaluate the uplift phenomenon of elastomeric seismic isolator.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.04a
• /
• pp.76-81
• /
• 1994

승용차에 있어 엔진의 공회전시나 주행중에 발생하는 여러 형태의 진동 및 소음의 저감은 승차감 및 차량의 안정성에 있어 중요한 과제가 되고 있다. 이러한 소음, 진동은 주로 엔진에서 발생하는 토크의 비주기적인 변동성분이 클러치(clutch), 변속기(transmission), 구동축을 거쳐 바퀴로 전달되는 과정에서 발생한다. 셔플(shuffle)은 주행중 가속페달(accelerator)을 급조작(tip-in, tip-out)하였을 때 차량이 전후로 과도적으로 울렁거리는 종진동 현상을 말하며, 이것은 가속페달의 급조작으로 인해 엔진토크가 큰 변동을 일으키고, 동력전달계를 통해 타이어에 전달된 이 토오크는 타이어축에서 구동측으로 역토오크를 발생시키기 때문에 발생한다. 여기서 팁-인(tip-in)이란 승용차를 저속으로 운전하다가 갑자기 가속페달을 밟는 경우를 말하며, 팁-아웃(tip-out)은 반대로 고속상태에서 갑자기 가속페달을 떼는 경우를 말한다. 실험과 시뮬레이션을 사용한 자동차 동력전달계의 비틀림 진동에 대한 연구는 이미 여러 연구자들에 의해 보고되었다. H.Arai은 2자유도 비선형 모델을 사용하여 클러치 접속시 발생하는 외란과 계의 안정성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였고, M.Kataoka는 기어의 공차(clearance)를 고려한 변속기의 강제 비틀림 진동을 실험과 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 그리고, Wu Hui-Le는 자동차 동력전달계의 비틀림 진동 현상을 실험과 이론적인 계산을 통해 연구하였고, R.J.Comparin는 치타음의 발생구조와 특성을 고찰하고 비서형 비틀림 공진 저감에 의한 치타음 저감 기법에 대하여 연구하였다. 또한 G.J.Fudala는 다자유도 모델을 이용하여 클러치의 비틀림 특서엥 따라 주파수분석을 수행하여 치타음 저감 방법을 연구하였고, T.Sakai는 5자유도 모델을 이용하여 엔진 공회전시 발생하는 치타음에 대해 이론과 실험을 통해 해석하고, 엔진 회전수 변동, 클러치 특성, 변속기의 드래그(drag) 토크의 영향과 치타음 저감을 위한 개선된 클러치 특성을 제시하였다. 이 외에도 Thomas C.T.와 E.P.Petkus는 특정 차량에 대한 동력전달계의 비틀림 진동 현상에 대해 연구하였다. 이러한 연구들로 볼 때, 자동차 동력전달계에서 발생하는 진동은 이론과 실험을 통해 그 해석이 가능하며 설계에 매우 유용하게 이용되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 연구는 4 실린더 4 싸이클 1.5 L 엔진을 장착한 경승용차의 실차 주행실험을 통해 가속 페달의 급조작에 따른 차체의 종진동 현상을 측정하고, 엔진-변속기-타이어-차체의 반환정계 4자유도 진동모델로 시뮬레이션을 수행하여 실차 주행실험의 결과치와 비교, 분석한 후 클러치 비틀림 특성을 비롯한 자동차 동력전달계의 각 설계인자들이 차체의 종진동에 어떠한 영향을 미치는가를 해석하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1991.04a
• /
• pp.133-138
• /
• 1991

일반적으로 고무를 비롯한 점탄성재료는 형상 및 크기를 적절히 조절함으로 써 한 방향 이상으로의 원하는 스프링상수를 얻을 수 있으며, 금속에 비하여 내부 마찰에 의한 에너지 발산이 매우 크기 때문에 강제 진동시의 진폭저감 및 충격에 따른 자유진동의 감쇠에 널리 이용되고 있다. 이와 같은 진동감쇠 에 점탄성재료를 효과적으로 사용하기 위해서는 복소탄성계수 즉, 탄성계수 와 손실계수를 정확하게 알아내는 것이 필요하다. 점탄성재료의 복소탄성계 수는 주파수, 온도 및 변형률등에 따라 변하므로 이와 같은 사용조건의 함수 로 구해야 한다. 복소탄성계수를 실험적으로 구하는 방법은 여러가지가 있으 며 실험의 용이성과 관심대상에 따라 적절한 방법을 선택하게 된다. 본 연구 에서는 주파수변화에 따른 복소탄성계수를 임피던스법으로 집중질량 모형을 이용하여 구하려고 할 때, 실험데이타로부터 보다 정확한 결과를 얻기 위하 여 적절한 시편의 크기를 결정하는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해서 시 편내의 파동전달효과와 포아송비와 관련된 양단제한효과 그리고 정하중시 압축변형에 대한 시편의 좌굴등을 고려하여 이론적으로 해석하였으며 실험 적으로도 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2003.05a
• /
• pp.313-316
• /
• 2003

This paper presents stand-alone electric power generator using bridge vibration for charging system of health monitoring sensor unit of bridge structure. In this paper, a novel electric power generator utilizing vertical vibration is proposed, which has minimum effect of armature reaction, and the related mechanical and electrical design equations are obtained and then a pilot electric power generator has been implemented. Moreover, the free oscillation test reveals that diode characteristics of rectifier is dominant factor in charging process. Also, simulation results with the Namhae bridge data showed the validity and effectiveness for stand-alone electric power generation.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1995.04a
• /
• pp.344-349
• /
• 1995

셀구조물은 선박, 항공기, 우주선 등의 산업분야에 자주 사용되는 중요한 구조요소로서, 이에 대한 연구도 공학적 필요성에 의해 많은 연구가 진행되어 왔다. Maddox등의 Rayleigh-Ritz법, Srinivasan and Bobby의 적분방정식 기법, Petyt의 유한요소법, Irie, Henderson등의 전달매트릭스법, 그 외 Webster, Petyt and Deb Nath, Blevins, Srinivasan and Krishnan등에 의해 여러가지 해석방법의 진동해석이 행해져 왔다. 현재 주로 사용되고 있는 매트릭스 구조해석 및 진동해석 방법으로는 유한요소법과 전달매트릭스법을 들 수 있다. 유한요소법은 범용적인 해석 프로그램의 개발은 수월하지만 대규모의 선형 연립방정식의 해법에 귀착되므로, 기억용량이 큰 대형컴퓨터가 필요하고, 반면 전달매트릭스법은 기억용량이 적은 퍼스널컴퓨터로도 계산수행이 가능하나 고차의 고유진동수를 구할 경우나, 중간에 단단한 경탄성지지가 존재할 경우 등에는 수치계산상의 문제점이 지적되고 있다. 이에 대한 대책으로, 상태변수를 바꾸어 넣은 Riccati방법, 각 절점의 기지의 상태변수를 제거하는 Frontal법, 전달매트릭스와 강성매트릭스를 결합시키는 방법 등이 보고 되고 있다. 이에 자자들은 퍼스널컴퓨터 이용에 적합한 고속, 고정도의 구조해석 및 진동해석 기법으로 전달영향계수법을 제안하여, 원판구조물, 사각판구조물, 원통형 셀구조물 등의 여러가지 형상구조물의 자유진동 해석에 적용해서, 종래의 전달매트릭스법에 비해 계산정도 및 계산속도의 양면에서 매우 우수함을 보고한바 있다. 본 연구에서는 동적영향계수의 축차전달에 그 개념을 두고 있는 전달영향계수법을 좀 더 일반화시키고 체계화시키기 위하여 탄성지지를 갖는 셀구조물에 적용하여 자유진동 해석 알고리즘을 정식화한 후, 간단한 모델에 대한 수치실험을 통해서 전달 영향계수법으로 구한 해를 전달매트릭스법의 결과와 비교.검토하여 본 방법의 유용성을 확인하였다.