• 제목/요약/키워드: 집중질량

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마찰감쇠기가 있는 블레이드디스크의 강제진동해석 (Forced Response Analyses of a Bladed Disk with Friction Dampers)

  • 유재한;이인
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.15-23
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    • 2010
  • 블레이드 디스크에는 진동 저감을 위해 종종 마찰 감쇠기가 같은 부가적인 감쇠 요소가 부착된다. 마찰 감쇠기가 있는 블레이드 디스크의 강제 진동 해석 시스템이 개발 및 검증되었다. 비선형 진동 해석 방법인 다중 조화 방법과 주기 구조물의 효율적인 해석을 위한 주기 경계 조건이 사용되었으며 집중된 구조 비선형성인 마찰 감쇠기가 있는 구조물의 거동을 모사하기 위하여 가상 질량법으로 얻어진 모드 형상이 사용되었다. 이러한 모드와 일반적인 고유 모드의 상대적인 수렴성이 비교되었다.

Oscillation of Microbeam Structure with Irregular Mass Distribution

  • Kang, Seok-Joo;Kim, Jung-Hwan;Kim, Ji-Hwan
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.528-532
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    • 2013
  • 본 연구에서는, 해석적 모델로 불규칙하게 분포된 질량을 가진 열탄성 댐핑을 포함하는 마이크로빔 구조물을 연구하였다. 마이크로 스케일의 기계적 공명체(mechanical resonator)에 대한 열탄성 댐핑의 중요성은 높은 Q-factor를 설계하는데 고려된다. 본 연구에서의 빔 모델은 Euler-Bernoulli 빔 이론을 기조로 한다. 빔의 고유 진동수를 결정하기 위하여, 에너지 기법이 적용되었다. 또한, 열탄성 댐핑 효과는 열전도 방정식을 사용할으로써 고려되었고, Q-factor가 결정될 수 있었다. 운동방정식의 유도에는 체계적인 무차원화를 수행하였다. 임의의 집중된 질량을 포함하는 열탄성 댐핑을 가진 마이크로빔에 대해 모델의 결과값을 입증하였고 mode shape과 Q-factor를 제시하였다.

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대칭단헝 단순보의 등가보 변환에 의한 고유치 해석 (Eigenvalue Analysis of Symmetrically Stepped Beams by Equivalent Beam Transformation)

  • 정재철;문상필
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.55-62
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    • 2006
  • 보의 고유진동수는 보의 동적해석에서 중요한 역할을 한다. 보의 단면이 불규칙적으로 변하는 단형보의 고유진동수 산정은 해석상 복잡하고 어렵다. 이런 단형보의 해석은 주로 다자유도계 해석인 질량집중방법이 널리 사용되지만 이들 해석방법은 요소의 분할수나 계산의 반복수 또는 가정처짐곡선의 정확성 여부에 해석의 정밀성이 좌우된다. 본 연구는 대칭단형 단순보의 등가보 변환 방법과 그에 따른 고유치해석 방법을 제시하였으며 타 문헌의 예제와 여러 모델을 대상으로 그 타당성 및 실용성을 입증하였다.

명시적인 동적 시간이력해석을 한 사절점 가변형도 평판요소 (A Four-Node Assumed Strain Plate Element for Explicit Dynamic Transient Analysis)

  • 이상진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.349-359
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    • 2001
  • 본 논분은 평판구조물의 동적 시간이력해석을 수행하기 위하여 개발된 사절점 판요소에 대하여 기술하였다. 이 요소는 두꺼운 판에서 발생하는 횡전단 변형효과를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도달하였다. 알려진 바와 같이 RM가정을 바탕으로 개발된 판요소가 얇은 판에 적용되면 전단강성 과대현상(,Shear Locking Phenomenon)을 일으키는데 이를 개선하기 위하여 본 연구에서는 가변형도법을 이용한 대체변형도를 자연좌표계에 준하여 명시적으로 유도하였다. 개발된 저차 판요소는 중앙 차분법을 이용한 명시적인 동적 해석 알고리즘에 적용되었으며 이때 판의 대각질량행렬은 특별집중질량법을 사용하여 형성하였다. 개발된 판의 성능은 수치예제를 통하여 평가하고 검증하였다.

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이동질량과 등분포접선종동력이 외팔보의 동특성에 미치는 영향 (Influence of Moving Masses on Dynamic Behavior of Cantilever Pipe Subjected to Uniformly Distributed Tangential Follower Forces)

  • 윤한익;김봉균;손인수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.430-437
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    • 2003
  • A conveying fluid cantilever pipe subjected to a uniformly distributed tangential follower force and three moving masses upon it constitute this vibrational system. The influences of the velocities of moving masses, the distance between two moving masses, and the uniformly distributed tangential follower force have been studied on the dynamic behavior of a cantilever pipe system by numerical method. The uniformly distributed tangential follower force is considered within its critical value of a cantilever pipe without moving masses, and three constant velocities and three constant distances between two moving masses are also chosen. When the moving masses exist on pipe, as the velocity of the moving mass and the distributed tangential follower force Increases. the deflection of cantilever pipe conveying fluid is decreased, respectively Increasing of the velocity of fluid flow makes the amplitude of a cantilever pipe conveying fluid decrease. After the moving mass passed upon the pipe, the tip- displacement of a pipe is influenced by the coupling effect between interval and velocity of moving mass and the potential energy change of a cantilever pipe. Increasing of the moving mass make the frequency of the cantilever pipe conveying fluid decrease.

응력파 전파 수치모의를 위한 일차원 유한요소모형의 분산 특성 및 제어 (Numerical Dispersion and Its Control for 1-D Finite Element Simulation of Stress Wave Propagation)

  • 이종세;유한규;윤성범
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.75-82
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    • 2004
  • 본 논문에서는 응력파 전파를 수치모의할 때 발생하는 수치적인 분산효과를 제거하기 위해 파동방정식에 기초한 일차원 유한요소모형을 이용하여 수치분산오차의 특성을 분석하고 분산오차를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 질량행렬을 그대로 사용하는 경우와 집중질량행렬을 사용하는 경우에 대한 수치분산오차를 분석하였다. 개발된 분산제어기법은 공간미분항의 시간단계 가중치 및 질량집중도를 조정하는 음해법과 인위적인 분산항을 추가하는 양해법의 두가지 방법이다. 제안된 분산보정기법을 이용하여 계산한 수치해와 파동방정식의 해석해를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 분산보정기법의 타당성을 확인하였다.

지지구조의 형식에 따른 해상풍력타워의 선박충돌거동비교 (Collision Behavior Comparison of Offshore Wind Tower as Type of Support Structure)

  • 이계희;곽대진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.93-100
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    • 2022
  • 본 논문에서는 한국의 서남해상에 건설예정인 해상풍력발전타워의 지지구조물로 고려되고 있는 세발구조와 자켓구조의 선박충돌 거동을 비선형동적해석을 통하여 비교·분석하였다. 이 구조물은 3MW용량의 풍력타워를 지지하기 위하여 설계되었다. 두 지지구조는 쉘요소를 이용하여 비선형 거동을 고려할 수 있도록 모델링하였고, 발전기를 포함하는 상부의 타워구조물은 탄성재료를 이용하여 보요소와 집중질량으로 모델링하였다. 전체 질량은 세발구조가 자켓구조에 비하여 약 1.66배 정도였다. 바지선과 상선을 충돌선박으로 선정하여 모델링하였다. 조수차의 조건을 고려하여 충돌선박의 충돌위치를 평균해수면의 상하로 3.5m변동하는 것으로 고려하였다. 또한 각 선박의 최소충돌속도(=2.6m/s)에서의 충돌에너지를 각각 4배까지 증가시키면서 충돌거동을 산정하였다. 해석결과 지지구조 충돌부위의 강성이 클수록 선박의 소성에너지 소산량이 상대적으로 증가하였다. 충돌조건에 따라 풍력타워의 변형은 진동에서 붕괴까지 발생하였다. 세발구조가 자켓구조에 비하여 큰 충돌저항력을 보였다. 이는 중앙부에 강성이 집중된 구조적 특성과 상대적으로 많은 강재의 사용량에 기인한 것으로 판단된다.

점탄성재료의 복소탄성계수 규명을 위한 시편 크기의 결정 (Determination of Specimen Geometry for Identification of the Complex Modulus of Viscoelastic Materials)

  • 강기호;심송;김광준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1991년도 춘계학술대회논문집; 한국해사기술연구소, 대전; 1 Jun. 1991
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    • pp.133-138
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    • 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.

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자동차 엔진 크랭크축의 진동해석을 위한 자유도 저감법 개발에 관한 연구 (A Proposed Reduction Method for Vibatiton Analysis of Automobile Engine Crakshfts)

  • 최명진
    • 한국생산제조학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.29-37
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    • 1996
  • High speed engines with high power are increasingly on demands and almost engines employ crankshafts Such problems as bending and torsional vibrations become the point at issue in crankshaft analysis and design. In this study to overcome the diffiiculty with the large amount of computation in finite element vibration analysis of a crankshaft, a reduction method based on influence coefficient and lumped parameter is presented. which reduces the computation amount effectively and can be used in vibrational analysis and design of any types of crankshafts Crank journal and pinparts are meodelled as elements with 6degrees of freedom per node. Crank web part is modelled using equivalent mass and stiffness matices . based up on lumped parameter and influence coefficient respectively to reduce total degrees of freedom considerablely. To confirm the scheme of the study the results are compared with the known data and they are coincident. Also a simple crankshaft is designed and manufactured for experiments. The calculated results using reduction method and the experimental results agree well The scheme of this study can be utilized in evaluation results agree well. The calculated result are compared with the known data and they are coincident. Also a simple crankshaft is designed and manufactured for experiments. The calculated results using reduction method and the experimental results agree well. The scheme of this study can be utilized in evaluation and development of high speed engine.

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내환경 온도시험의 촉진시간에 관한 연구 (A Study on the Promotion Time in Environmental Temperature Test)

  • 한철호;김경훈;김형의
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권3호
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    • pp.325-331
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    • 2011
  • 내환경 시험시 시험물체가 요구시험온도가 되게 온도시험조를 가열 또는 냉각하는 계단형 온도시험 프로파일에서 적정 촉진온도 유지시간을 예측하는 집중용량법에 의한 새로운 해석적 방법을 제안하였다. 해석은 주어진 온도시험조건에 대해 시험시간을 줄이고 에너지를 절약하는 촉진시간이 존재함을 보여주고 있다. 이론결과는 작업소재로 강을 사용한 몇 가지 실험결과와 비교적 잘 부합하고 있다. 제안된 적정촉진시간은 동일재료에 대해 시편의 질량/표면적비와 근사적으로 비례한다.