• Title/Summary/Keyword: 직접 진동수 해석

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Hydroelastic Vibration Analysis of Three Dimensional Submerged Structure (3차원 접수구조물의 유체탄성 진동해석)

  • 정기태;강호승;김영복
    • Computational Structural Engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.20-27
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    • 1991
  • 본 논문에서는 유체-구조 상호작용해석의 일종의 3차원 접수구조물의 진동해석을 효과적으로 수행하기 위한 해석방법을 제시하기 위하여 동적재해석기법을 검토하였다. 접수구조물의 유한구조 상호작용해석 결과는 구조진동의 관심 주파수역에서는 3차원 연성 부가수질량으로 표현되는 관성력으로 나타난다. 따라서 구조질량행렬에 부가수질량 행렬이 더해져서 전체 관성력으로 표현된다. 이 부가수질량을 추가질량으로 보고 재해석기법을 응용하는 방법을 수치실험을 통해 검증하였다. 이 때 재해석기법이 갖추어야 할 조건은 원구조의 질량과 거의 같은 정도의 질량이 추가되고 또한 완전 연성질량이 추가된 경우에도 정확한 해를 주어야 한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 직접재해석기법과 섭동법을 이용한 재해석기법으로 4질량 스프링지지구조에 대한 해석을 수행한 결과 직접재해석기법의 응용이 적합함을 쉽게 입증할 수 있었다. 접수구조물의 예로는 3차원 잠수주상체에 대해 접수진동해석을 수행하였으며 그 결과 선체진동해석에 전통적으로 이용되고 있는 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 사용한 기준차수법에서는 수지모드와 수평-비틔 연성모드와 같이 서로 독립적인 모드에 대해서는 따로 진동해석을 수행해 주어야 하는 단점이 발견되었다. 이 단점을 보완한 각 모드의 3차원 수정계수행렬을 이용한 재해석기법을 도입하여 모드에 상관없이 동시에 해를 구할 수 있었다. 그러나, 이 방법은 3차원 수정계수가 구해져 있는 경우에 한해서만 적용가능하며 실제 선체진동의 경우에는 10Hz 미만의 저차 주선체 진동에 한해서만 적용가능한 방법이다. 고차의 진도옴드에는 3차원 수정계수를 구할 수 없기 때문에 유체-구조 상호작용 해석결과로부터 얻은 3차원 연성 부가수질량을 이용하게 되며 이 때 이 행렬이 접수구조 표면의 전 자유도와 연성되어 있기 때문에 방대한 방정식을 푸어야 하지만 직접재해석기법을 적용함으로써 정확한 해를 구할 수 있었다. 또한 3차원 부가수질량을 이용한 직접재해석기법은 종래의 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 이용한 방법에 비해 해석시간 면에서도 전혀 불리한 점이 없는 경제적 방법임이 밝혀졌다. 앞으로 Slamming 혹은 수중폭파 등의 충격하중에 의한 천이 구조응답 해석을 위한 효과적인 방법에 대해서도 연구결과를 발표할 계획이다.

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Rotorting System Design and Analysis for Exciter Retrofit (발전기 여자제어 시스템 교체를 위한 축계진동 해석 및 설계)

  • Ha, Hyun-Cheon;Park, Chul-Hyun;Choi, Seong-Pil
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2000.06a
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    • pp.1090-1095
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    • 2000
  • 발전기에 직류 전압을 인가하는 여자제어 시스템(exciter)은 여자 방식에 따라 간접 여자 방식과 직접 여자 방식으로 분류할 수 있다. 그러나 여자제어 시스템의 세계적인 추세는 직접 여자 방식을 채택하고 있으며, 기존의 설치된 간접 여자 방식도 직접 여자 방식으로의 교체를 추진하고 있는 실정이다. 본 논문에는 500 MW 발전기의 간접 여자제어 시스템을 직접 여자제어 시스템으로의 교체를 위해 수행된 축계 진동해석과 설계 검토 사례를 소개코자 한다. Steady 베어링의 설치 여부를 위한 설계 기준은 축계 진동해석 결과에 바탕을 두고 있으며 steady 베어링의 선정에는 안정성을 이유로 tilting pad 베어링을 선택하였다. 해석 결과를 바탕으로 실제 축계를 설계, 제작하여 운전한 결과 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

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Application of Back Analysis Technique Based on Direct Search Method to Estimate Tension of Suspension Bridge Hanger Cable (현수교 행어케이블의 장력 추정을 위한 직접탐색법 기반의 역해석 기법의 적용 )

  • Jin-Soo Kim;Jae-Bong Park;Kwang-Rim Park;Dong-Uk Park;Sung-Wan Kim
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.27 no.5
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    • pp.120-129
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    • 2023
  • Hanger cable tension is a major response that can determine the integrity and safety of suspension bridges. In general, the vibration method is used to estimate hanger cable tension on operational suspension bridges. It measures natural frequencies from hanger cables and indirectly estimates tension using the geometry conditions of the hanger cables. This study estimated the hanger cable tension of the Palyeong Bridge using a vision-based system. The vision-based system used digital camcorders and tripods considering the convenience and economic efficiency of measurement. Measuring the natural frequencies for high-order modes required for the vibration method is difficult because the hanger cable response measured using the vision-based system is displacement-based. Therefore, this study proposed a back analysis technique for estimating tension using the natural frequencies of low-order modes. Optimization for the back analysis technique was performed by defining the difference between the natural frequencies of hanger cables measured in the field and those calculated using finite element analysis as the objective function. The direct search method that does not require the partial derivatives of the objective function was applied as the optimization method. The reliability and accuracy of the back analysis technique were verified by comparing the tension calculated using the method with that estimated using the vibration method. Tension was accurately estimated using the natural frequencies of low-order modes by applying the back analysis technique.

Single Frequency Analysis of Flexural Vibration of Thin Plate by Using the Ray Tracing Method (레이추적기법을 이용한 평판 횡진동의 단일주파수 해석)

  • Chae Ki-Sang;Ih Jeong-Guon
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.267-270
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    • 2000
  • 강제가진을 받는 진동장은 직접장과 반사장으로 이루어진다. 직접장은 무한구조요소가 점입력을 받을 때의 해와 같으며, 반사장은 직접장에 의해 발생되는 1차 반사파 및 추가로 발생하는 무수한 반사파들의 합으로 나타낼 수 있다. 본 논문에서는 점가진을 받는 유한한 평판의 단일 주파수 해석을 수행하기 위한 레이추적기법을 연구하였다. 이를 위해, 직접장은 고주파수 가정을 이용하여 원형전달파로 근사화하고. 이 원헝전달파를 다수의 파동관 (wave tube)으로 이산화하였다. 균일한 경계조건과 무시할 만큼의 미약한 굴절효과를 가정하고 경계에서의 정반사 (specular reflection)만을 고려하여, 경계에서의 입사파동관. 전달 및 반사파동관의 기하학적 관계를 제안하였다. 이들 파동관이 평판 내부를 진행하면서 관측점에 미치는 영향들을 합성하여 비교적 정확한 강제진동응답을 얻을 수 있음을 단일 평판의 예제를 통하여 확인할 수 있었다 그러나, 연성된 평판의 경우에는 다소 부정확한 결과를 얻었다.

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Moving Load Analysis of Bridge Structures Using Experimental Modal Data (실험적 모우드 계수를 이용한 교량의 주행하중 해석)

  • 이형진
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.3
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    • pp.409-420
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    • 2002
  • This paper proposed a technique of structural re-analysis for the evaluation of dynamic responses of bridge structure under moving loads using experimental modal results. For successful structural re-analysis, it is required to have accurate estimation techniques of the modal characteristics of bridge structures. The natural frequencies and mode shapes were identified by direct fourier analysis techniques and damping ratios by the random decrement method, respectively. An interpolation method was also proposed for the extension of mode shape measured on limited DOFs. Second, the structural reanalysis was performed using moving mass model and identified modal parameters. The results from the reanalysis show that the proposed technique is very reasonable to evaluate the actual behavior of bridge structures under moving loads.

Evaluation of Response Spectrum Shape Effect on Seismic Fragility of NPP Component (스펙트럼 형상이 원전 기기 지진취약도에 미치는 영향 평가)

  • 최인길;서정문;전영선;이종림
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.4
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    • pp.23-30
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    • 2003
  • The result of recent seismic hazard analysis indicates that the ground motion response spectra for Korean nuclear power plant site have relatively large frequency acceleration contents. In the ordinary seismic fragility analysis of nuclear power plant structures and equipments, the safety margin of design ground response spectrum is directly used as a response spectrum shape factor. The effects of input response spectrum shape on the floor response spectrum were investigated by performing the direct generation of floor response spectrum from the ground response spectrum. The safety margin included in the design ground response spectrum should be considered as a floor response spectrum shape factor for the seismic fragility analysis of the equipments located in a building.

Non-destructive Reliability Evaluation of Electronic Device by ESPI (ESPI를 이용한 전자부품 비파괴 신뢰성평가)

  • Yoon, Sung-Un;Kim, Koung-Suk;Jo, Seon-Hyung;Kang, Ki-Soo
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.21 no.6
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    • pp.630-633
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    • 2001
  • This paper propose electronic speckle pattern interferometry(ESPI) for reliability evaluation of electronic device. Especially, vibration problem in a fan of air conditioner, motor of washing machine and etc. is important factor to design the devices. But, it is difficult to apply previous method, accelerometer to the devices with complex geometry. ESPI, non-contact measurement technique applies a commercial fan of air conditioner to vibration analysis. Vibration mode shapes, natural frequency and the range of the frequency are decided and compared with that of FEM analysis. In mechanical deign of new product, ESPI adds weak point of previous method to supply effective design information.

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Modeling of Walking Loads for Floor Vibration Analysis (바닥판 진동해석을 위한 보행하중의 모형화)

  • 김기철;최균호;이동근
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.1
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    • pp.173-188
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    • 2002
  • In General, the measured loads and load-time function suggested by Bachmann iota walking are used for vibration analysis of structures subjected to footstep loads. It is not easy to measure walking loads because they we influenced by various parameters. Therefore, it is needed to model the walking loads that can be applied to structure analysis. Parameter study is used for the walking loads having various walking frequency for vibration analysis of structures under walking loads. In this study, walking loads were measured directly by using a force plate within two load cells, and the parameters of the walking loads were analyzed. The measured walking loads are decomposed into harmonic loads by using the Fouler series. Functional relationship between the walking frequency and the Fourier coefficients can be derived from the coefficients of harmonic loads obtained by the decomposition process, and the walking loads were formulated. It is possible to apply the venerated walking loads easily or conveniently by the proposed equation to the analysis of a structure subjected to walking loads.

Free Vibrations and Buckling Loads of Beam-Columns on Winkler-Type Foundations (Winkler형 지반위에 놓인 보-기둥의 자유진동 및 좌굴하중 해석)

  • Jeong, Jin Seob;Lee, Byoung Koo;Oh, Sang Jin
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.13 no.4
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    • pp.251-258
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    • 1993
  • The main purpose of this paper is to present both the natural frequencies and the buckling loads of beam-columns on Winkler-type foundations. The ordinary differential equations governing the free vibrations and the buckling loads of beam-columns on Winkler-type foundation are derived as nondimensional forms. The Runge-Kutta method and Determinant Search method are used to perform the integration of the differential equations and to determine the eigenvalues(natural frequencies and buckling loads), respectively. Hinged-hinged and damped-clamped end constraints are applied in numerical examples. The relation between frequency parameter and elastic foundation parameter is presented in figure. The effects of axial loads on the natural frequencies of beam-columns on elastic foundations are investigated and the relation between buckling load parameter and elastic foundation parameter is also analyzed. The relation between foundation rested ratio and frequency parameter, buckling load parameter are investigated. The beam-columns on non-homogeneous elastic foundation are analyzed and typical mode shapes are also presented.

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A Study on the Tool Vibration Measurement Using the Fiber Optic Interferometric Sensor in Lathe Cutting Process (광섬유 간섭계 센서를 이용한 선삭가공 공구진동 측정 연구)

  • Lee, Jongkil
    • 대한공업교육학회지
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    • v.32 no.2
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    • pp.171-187
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    • 2007
  • The purpose of this study is to measure the lathe tool vibration and verify its usefulness using the fiber optic interferometeric sensor instead of using common accelerometer. To compare two vibration signals a Fabry-Perot fiber optic sensor(FOS) is directly attached to the left-side surface of the lathe tool and an accelerometer is attached near to the fiber optic sensor. Measurement signals from the FOS and theoretical results of receptance simulation are compared. When the amplitude of tool vibration increased the frequency shift phenomena was occurred. This means that mass effect occurred and vibration spectrum moved to the low frequency region. Generally this results is agreement to the regenerative chatter. The chatter frequency is not same as the natural frequency of the tool itself. The FOS can also applied to laboratory experiments for students. This experimental technique is perhaps the first attempts because of directly attachment technique. Therefore, suggested Fabry-Perot fiber optic sensor can be used to monitoring the tool wear and vibration.