본 논문에서는 전단변형률과 회전관성을 고려한 준적합 쉘 요소를 이용한 점진기능재료 판과 쉘의 고유진동수와 좌굴하중을 연구하였다. S 형상 함수를 이용한 세라믹과 금속의체적요소의 변화에 따른 점진기능재료 판과 쉘의 고유치 문제를 연구하였다. 점진기능재료 쉘 요소의 면내 강성, 휨 강성 및 전단 강성의 수식은 등질 요소보다 복잡한 재료의 성질들로 결합되어 있다. 유한요소의 수치적 결과를 검정하기 위해 1차 전단변형 이론에 의한 직사각형 판의 Wavier해를 제시하였다. 적층복합 구조 및 S 형상 점진기능재료 구조의 수치해석해는 Navier의 해로 검증하였으며, S 형상 점진기능재료 구조물의 다양한 예제를 제시하였다. 해석결과는 Navier의 이론해와 아주 잘 일치함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 회전관성과 전단변형이 고려된 8절점 쉘 요소를 이용한 판의 진동해석을 연구하였다. 면내 잠김과 전단 잠김 현상을 극복하기 위하여 가정자연변형률 방법을 이용하였다. 8절점 쉘 요소의 성능 향상을 위해 새로운 보간점의 조합을 이용한 가정변형률 방법을 사용하였다. Reissner-Mindlin 이론에 근거한 개선된 1차 전단변형이론을 적용하여 회전관성을 고려하였으며 전단보정계수를 사용하지 않았다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 직사각형 판의 동적 해석결과를 제시하였다. 해석결과는 참고문헌의 결과와 잘 일치하였다. 또한 감쇄효과가 고려된 판의 진동해석을 수행하였다.
For the analysis of natural vibrations of a rectangular stiffened plate with inner cutouts, an application of the Rayleigh-Ritz method is investigated. In construction of the trial function for the Rayleigh quotient, only the outer boundary conditions are satisfied with combination of Euler beam functions. As to the modeling of stiffened plates for the energy calculations, a lumping stiffener-effects method and the orthotropic plate analogy are considered for the purpose of comparison. Some numerical results obtained by the Rayleigh-Ritz method are compared with results by experiments and the finite element method. The following are major conclusions; (1) With the lumping stiffener-effects modeling the Rayleigh-Ritz method gives good results of both natural frequencies and mode shapes. The orthotropic plate analogy in cases of regularly stiffened plates is of restrictive use i.e. acceptable for a small cutout. (2) The natural frequency of a stiffened plate with inner cutouts between stiffeners is higher than that of without cutouts and increase as the hole area ratio increases as long as there are no discontinuous stiffeners due to the cutout.
본 논문은 목자판과 수면이 포함된 시차가 있는 연속적인 두 영상을 이용하여 수면위치를 탐색하는 방법과 그 적용성을 평가한 결과를 기술한다. 수위표 상단으로부터 특정 크기의 직사각형 검사영역을 설정하고 짧은 시차를 가진 두 영상의 동일한 위치의 검사영역에 대해 상관계수를 산정한다. 이렇게 함으로써 물의 흐름으로 픽셀 농도가 변화하는 수역과 픽셀 농도가 고정되어 있는 육역을 구분한다. 제안한 기법을 검증하기 위해 실험실에서 촬영한 사진을 분석하였다. 검사영역의 크기에 따라 상관계수 특성이 달라짐을 확인하였으며, 검사영역이 수위표 전체 폭에 걸쳐 있는 경우에 상관계수에 따른 수면특성이 뚜렷이 나타나 제안된 기법이 수면을 찾는데 활용될 수 있음을 확인하였다.
본 연구는 콘크리트로 충전한 절곡된 단면을 갖는 각형강관 기둥의 부착특성을 매입인발(Pull-out) 시험을 통해 평가하였다. 시험체는 단면 $250{\times}250mm$의 강관 단면에 콘크리트를 충진한 PSSC기둥으로 표준형(P), 사다리꼴(I), 직사각형(II), 역사다리꼴(III)의 4가지 형태(Fig. 3)와, 부착길이에 대한 폭비 (L/D=2.0, 2.5, 3.0) 단면의 폭두깨비(d/t)으로 설정하여 총 13로 하였다. 실험결과 얇은 판요소 절곡된 강관과 콘크리트의 부착거동은 일반적인 부착거동과 유사하게 화학적 부착과 기계적 부착의 형태로 거동하였으며, 부착응력은 강판의 절곡형태가 (equation omitted)순으로 높게 나타났다. 또한 (equation omitted)타입 시험체의 경우에는 얇은 판요소를 갖는 단면임에도 불구하고 AIJ에서 제시하고 있는 $0.147N/mm^2$의 값을 상회하는 것으로 나타나 부착응력을 고려할 수 있을 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 목자판과 수면이 포함되어 있는 시차를 가진 두 영상에 대해 직사각형 검사영역을 설정하고 그 상관계수를 분석하여 수면을 판단하는 새로운 수면인식 기법을 제안하였다. 상관계수의 수직적인 값들로부터 임계치, 첨두값, 기울기, 분산비 등 4가지 방법을 이용하여 수면의 위치를 판정하였다. 흔들림 등으로 인해 두 영상의 위치가 불일치하여 생기는 문제를 제거하기 위해 추가로 영상의 흔들림을 보정하는 알고리즘과 통계적 필터링 기법을 적용하였다. 저수시에 촬영한 28개 지점의 영상에 개발한 수면 인식 방법을 적용하였다. 이 방법으로 계산한 수면은 목측 수면과의 평균상대오차가 3.4~5.7 cm 정도로 나타났다. 수면의 요동이 있을 경우, 이 방법은 기존 방법을 보완하여 영상수위계의 수위 측정성능을 높이는데 활용될 수 있을 것이다.
The major objects of this report are to supplement data of natural frequencies of thin elastic rectangular plates to the available data, and to give an experimental verification for natural frequencies obtained by Rayleigh-Ritz method, the generation set of which are eigenfunctions of Euler beams. For the first object the following five models, for which data only for the fundamental mode or data only for square plates are available, are adopted; (1) two opposed edges are clamped and the other two opposed edges simply supported (C-C, S-S), (2) one edge is simply supported and the other three edges clamped (C-C, C-S), (3) one edge is free and the other three edges clamped (C-C, C-F), (4) two adjacent edges are clamped and the other two adjacent edges free (C-F, C-F). For the (C-C, S-S) model the frequency equation obtained with the mode shapes assumed as of a single trigonometric series is solved. And for the other four models Rayleigh-Ritz method taking eigenfunctions of Euler beams as the generating set is applied. The numerical examples are obtained up to the fourth, the fifth or the sixth order depending on the range of the aspect ratio (0.1-10.0). The number of terms in the generating set for Rayleigh-Ritz method is fifteen for all models. For the experiment three models made of 3.2mm thickness mild steel plate for general structure use were prepared in following size; $300mm{\times}600mm,\;600mm{\times}600mm\;and\;900mm{\times}600mm$. Their boundary conditions are made to fit (C-C, C-F) condition. From the experiment mechanical impedance curves based on the frequency response method were obtained together with phase relation diagrams. The experimental data are resulted in good conformity to calculated values.
선체(船體) 해양구조물(海洋構造物)과 같은 대형(大型) 구조물(構造物)은 대부분 판(板) 구조물(構造物)로 이루어져 있으며, 이에 각종(各種) 기기류(機器類), cable류(類). Pillar, 탄성지지(彈性支待)된 장비(裝備) 등과 같이 집중질량(集中質量), 분포질량(分布質量), 지지(支持)스프링 , 질량(質量)-스프링 계(系) 등이 부가(附加)되는 경우가 많다. 이러한 판(板) 구조물(構造物)의 진동해석(振動解析) 방법(方法)으로 매우 단순(單純)한 경우를 제외하고는 엄밀해(嚴密解)를 얻기 어렵기 때문에 Rayleigh-Ritz방법(方法), assumed mode method와 같은 해석적(解析的) 방법(方法)이 주로 적용(適用)되고 있다. 국부(局部) 팬널의 형상(形狀)은 직사각형(直四角形) 뿐만 아니라 사다리꼴, 삼각형(三角形) 등 매우 다양(多樣)한데 상기(上記) 해석적(解析的) 방법(方法)을 적용한 연구(硏究)는 대부분 직사각형(直四角形)인 경우에 대하여 이루어졌다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 임의(任意) 사각형(四角形) 형상(形狀) 평판(平板)에 집중질량(集中質量), Pillar와 같은 지지(支持)스프링, 질량(質量)-스프링 계(系) 등이 부가(附加)된 전체계(全體系)의 진동해석(振動解析)을 효율적(效率的)으로 수행(遂行)하는 방법으로서 임의(任意) 사각형(四角形) 형상(形狀)을 효과적(效果的)으로 취급하기 위해 특성좌표계(特性座標系)를 활용하고 assumed mode method을 적용하는 정식화(定式化)를 제시하였다. 질량(質量)-스프링 계(系)가 부가(附加)된 사다리꼴 평판(平板)을 대상(對象)으로 일련의 수치(數値) 계산(計算)을 수행(遂行)하고 유한요소법(有限要素法)에 의한 결과(結果)와 비교(比較) 검토(檢討)하므로써 본(本) 연구(硏究)에서 제시한 방법(方法)의 타당성(妥當性)을 입증하였다.
본 논문에서는 압전소자를 이용한 코너 지지된 직사각형 박판의 음향 반응에 대한 제어에 관하여 이론과 실험적인 연구를 하였다. 3개의 각각 다른 종횡비의 알루미늄판을 사용하였고 고정은 4개의 코너에서 볼조인트를 이용하였다. 그 결과 종횡비가 가장 큰 박판에서 0∼200Hz 진동수와 80∼100dB의 음압의 가진에서 예측대로 가장 크고 선명한 응답을 보였다. 압전소자에 의한 판을 통한 음향전달 감소는 크지 않았지만, 압전소자를 이용한 음향반응 제어는 기대 이상으로 현저하였다. 본 실험은 항공기 승강문의 음장 가진에 대한 선행 연구를 확장시킨 독창적인 연구이다. 가장 중요한 차이점은 문의 조인트를 볼 조인트로 모사한 것이다.
본 연구에서는 실물 어구를 이용한 해상실험을 통하여 예망 중인 어구의 망구 형상을 해석하기 위해서 예망 속도, 어구의 저항, 전개판의 간격, 망고 등을 계측ㆍ분석하였다. 또한 망구 형상을 이론적으로 계산하기 위해서 망구의 형상을 지배하는 뜸줄, 발줄 및 옆줄의 모양을 현수곡선으로 간주하고 수학모텔을 기술하여 수치해석 하였고, 이 결과를 실제 측정된 값과 비교하여 모텔의 타당성을 검토하였다. 본 실험에 대한결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 선속의 변화에 따라 크게 변하는 요소로는 장력과 망고였고, 끌줄 길이의 변화에 민감하게 반응한 것은 어구 수심과 전개판의 간격이었다. 2. 계측된 트롤 어구의 상태량을 토대로 뜸줄 및 옆줄의 형상을 수치해석한 결과, 선속이 증가함에 따라 뜸줄 및 발줄의 폭과 옆줄의 높이는 감소하였고, 뜸풀 및 옆줄 중앙부의 처짐 정도는 증가하였다. 3. 예망속도에 따른 망고변화에 대하여 수치해석한 결과와 실제 실험에서 얻은 데이터를 비교한 결과, 비교적 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 4. 수치해석한 결과로부터 망구의 형상을 추정한 결과, 선속이 증가함에 따라 횡축으로 긴 직사각형의 형상이 나타났으며, 횡축 및 종축 모두 크기가 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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