• Journal of KSNVE
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• v.7 no.1
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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.

• Journal of KSNVE
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• v.9 no.1
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• pp.196-205
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• 1999

The existence. bifurcation. and the orbital stability of periodic motions, which is called nonlinear normal mode, in a nonlinear dual mass Hamiltonian system. which has 6th order homogeneous polynomial as a nonlinear term. are studied in this paper. By direct integration of the equations of motion. Poincare Map. which is a mapping of a phase trajectory onto 2 dimensional surface in 4 dimensional phase space. is obtained. And via the Birkhoff-Gustavson canonical transformation, the analytic expression of the invariant curves in the Poincare Map is derived for small value of energy. It is found that the nonlinear system. which is considered in this paper. has 2 or 4 nonlinear normal modes depending on the value of nonlinear parameter. The Poincare Map clearly shows that the bifurcation modes are stable while the mode from which they bifurcated out changes from stable to unstable.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2003.04a
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• pp.874-880
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• 2003

Many mechanical systems are over-constrained if only rigid bodies are used to model the system. One example of such system is a satellite system with solar panels. To avoid this over-constrained problem, solar panels can be modeled as flexible bodies. The CMS(Component Mode Synthesis) method is widely used to analyze the flexible multi-body system because it can considerably approximate the deformation of the flexible bodies using small number of well-selected mode. However, it is very difficult to decide the boundary condition and the selection of modes. In this paper, the methods for mode synthesis and setting the boundary condition are presented to analyze the flexible multi-body system with over-constraints. Finally, the reliability of proposed method is verified by solar panel's deployment test.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2000.06a
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• pp.441-448
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• 2000

An investigation into the nonlinear free vibrations of a cantilever beam which can have not only planar motion but also nonplanar motion is made. Using Galerkin's method based on the first mode in each motion, we transform the boundary and initial value problem into an initial value problem of two-degree-of-freedom system. The system turns out to have two normal modes. By Synge's stability concept we examine the stability of each mode. In order to check validity of the stability we obtain the numerical Poincare map of the motions neighboring on each mode.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.14 no.1
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• pp.1-7
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• 2003

Leaky modes on a circular dielectric rod are investigated from the precisely determined normalized complex propagation constants using Davidenko's complex root finding technique. Below the cutoff frequency of the guided mode, distinct frequency regions that have unique properties are observed, such as nonphysical region, antenna mode region, reactive mode region, and spectral gap region.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.18 no.4
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• pp.1-17
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• 1996

자동차의 안전에 대한 연구는 객실의 변형제한과 승객의 감속도 축소를 위한 여러가지 구조부재의 에너지 흡수능력 및 흡수 메카니즘을 연구하는데 초점이 맞추어져 왔다. 그 이유는 충돌사고시에 인명을 보호하기 위해서는 차제변형에 의한 물리적 접촉의 회피 뿐 아니라 충돌에너지를 적절히 흡수조절하여 충돌력을 감소시키도록 구조부재를 설계함으로써 충돌안전성이 확보되기 때문이다. 충돌에너지 흡수 특성은 구조부재의 단면 형상과 재질에 따라 달라지며 압괴모드도 구분되어진다. 즉, 복합재료의 압축붕괴특성은 금속이나 플라스틱 재질과는 다르다. 일반적으로 복합재는 재질의 파손으로 에너지가 흡수되지만 금속재는 소성변형으로 에너지를 흡수한다. 이때의 붕괴양상은 작용하중에 따라 축방향 붕괴, 굽힘붕괴, 측면붕괴의 경우는 정규압괴모드(compact mode) 및 불규칙압괴모드(noncompact mode)로 나뉘고, 원통쉘의 경우는 축대칭모드 및 다이아몬드형 모드 등으로 나뉠수 있다. 원형 및 사각 튜브는 광범위한 형상비와 후폭비를 가지도록 제작할 수 있으며 산업전반에 걸쳐 널리 쓰이므로 충돌특성 연구의 대상으로 많은 연구들이 진행되어 왔다. 또한, 충돌특성의 해석을 위한 이론적 모델이 제시되었으며 계속적인 보완이 이루어져 오고 있다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.29 no.2
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• pp.103-114
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• 1992

A study result of buckling reliability is presented for the axially compressed imperfect elastic cylinder. Multi-mode analysis program is developed from Karman-Donnell Equation for the calculation of the buckling load of the cylindrical she1l. Geometric intial imperfection is approximated by double Fourier series of which coefficients are assumed random variables with jointly normal distribution characteristics. Crude Monte Carlo simulation technique is used to calculate the probabilistic failure properties of several cases with various imperfection Conditions.

• Journal of KSNVE
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• v.9 no.5
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• pp.975-983
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• 1999

This paper describes the dynamic characteristics of the joint structures in case of using the simplified beam model in the F. E. analysis. The modeling errors, when replace the shell with the beam, are investigated through F. E. normal modes analysis. Normal mode analysis were performed to obtain the natural frequencies of the L and T shaped joints with various type of channels. The results were analyzed to access the effects of the models on the accuracy of F.E. analysis by identifying the geometric factors which cause the error. The geometric factors considered are joint angle, channel length, thickness and area ratio of the hollow section to the filled one. The joint stiffness evaluation technique is developed in this study using normal modes analysis with Lumped Mass. With this method, the progressively improved results of F. E. analysis are obtained using the simplified beam model. The static and normal modes analysis are performed with the joint stiffness values obtained by the Kazunori Shimonkakis' virtual stiffness method and the proposed method and these simplified modeling errors are compared.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.18 no.2
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• pp.63-71
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• 2001

This paper introduces a method for calculation of dynamic stress occurring in flexible bodies of a moving multibody system by using commercial softwares DADS for dynamic analysis and MSC/NASTRAN for finite element analysis. Three methods for model transient response analysis of a flexible body are summarized. Elastic deformation of a flexible body can be described with normal modes and static modes composed of constraint modes and residual attachment modes. The deformation modes divided into fixed-interface modes and free-interface modes can be determined by using MSC/NASTRAN and selected for dynamic analysis. The dynamic results obtained from DADS are utilized to calculate dynamic stress by using mode-displacement method or mode-acceleration method of MSC/NASTRAN. As a numerical example of the analysis, we used a three dimensional slider-crank model with a flexible connecting rod.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06b
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• pp.422-427
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• 2001

The component mode synthesis method allows the elastic deformation of each component in the flexible multibody system by a sum of modes and modal coordinates. This paper focuses on the selection of boundary conditions and deformation modes for redundantly constrained flexible components in mechanical system dynamics. The result of a flexible body dynamic analysis with only normal modes is used to identify proper boundary conditions of a static modes and a desired set of static modes which will be used in the final model. A simple four bar mechanism is used to explain the procedure and a space satellite with solar panels is analyzed using the proposed method.