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데크 바닥판 구조물의 실용적인 진동해석 (Practical Vibration Analysis of Deck Floor Slab)

  • 김기철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.61-69
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    • 2005
  • 장경간화되고 경량화된 데크 바닥판 구조물은 부재가 유연하기 때문에 거주자의 움직임에 의하여 진동이 크게 발생할 수 있으며, 이러한 바닥판 진동은 건축물의 안전성뿐만 아니라 건축물의 사용성에도 많은 영향을 끼치므로 건축물의 품질 평가기준으로 사용되고 있다. 데크 바닥판 구조물의 올바른 사용성 평가를 위해서는 정확한 진동해석과 응답평가가 수반되어야한다. 본 논문에서는 데크 바닥판 구조물의 직교이방성을 고려한 여러 가지 모형화 방법을 적용하여 진동해석을 수행하였으며 모형화 방법에 따른 진동응답을 비교 분석하였다. 본 논문에서 제시한 데크 골 방향 강성에 대한 등가두께 모형화방법은 간단한 방법으로 데크 바닥판 구조물의 직교이방성을 간단한 방법으로 고려할 수 있으며, 정확한 진동응답을 얻을 수 있으므로 실무에서 실용적으로 활용할 수 있다.

회전하는 외팔 사각판의 굽힘진동 해석 (Analysis of the Flexural Vibrations for the Rotating Cantilevered Rectangular Plates)

  • 이종민;이영신
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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    • pp.59-64
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    • 1992
  • 터빈 블레이드와 같이 회전하는 구조물의 파단은 공진 근처에서 진동이 발 생할 때에 이에 기인하는 피로에 의하여 발생한다. 그러므로 이와 같은 파단 을 피하기 위해서는 설계 단계에서 이론적인 계산에 의하여 구조물의 고유 진동수를 결정하는 것이 상당히 중요하다. 판이 회전을 받게 되면 원심력에 의하여 판의 강성이 증가하므로 고유진동수가 회전하지 않는 판의 고유진동 수보다는 상당히 증가하게 된다. 이에 대한 연구가 국내외에서 상당수 행하 여졌지만, 연구의 대부분이 회전의 영향을 고려하지 않은 정지판(stationary plate)에 대한 것이며 뢰전을 고려한 연구는 극히 제한되어 있다. 또한 회전 의 영향을 고려한 연구의 대부분이 해석 대상을 보로서 단순화 시켰고 해법 으로는 유한요소법과 Ritz법 등을 사용하였다. 이는 블레이드가 지니고 있는 기하학적인 형상과 진동 특성이 해석적인 방법으로 해결하는 데에는 상당한 어려움이 있기 때문이다. 실제적으로는 터빈 블레이드와 같은 회전체의 진동 특성이 설치각이나 비틀림각, 판의 형상비, 회전속도 등의 변화에 의하여 영 향을 받기 때문에 보와 같은 진동 거동을 보이기보다는 판이나 셀과 같은 진동 거동을 보이므로 보다 정확한 해석을 수행하기 위해서는 해석 대상을 판이나 셀로서 취급하는 것이 타당하다. 따라서 본 연구에서는 위와 같은 이 유 때문에 해석 대상을 등방성 사각판과 직교이방성 복합재료 사각판으로 선택하였으며, 구조물의 고유진동수에 영향을 미치는 다음과 같은 인자들을 해석에 고려하였다. 1. 회전속도 (rotational speed) 2. 설치각 (setting angle) 3. 허브의 반경 (hub radius) 4. 판의 형상비 (aspect ratio) 5. 적층순서 (stacking sequence)구조물에 대한 동적실험(dynamic test)을 통하여 단기간에 동적특성을 결정하고 SDM(structure dynamic modification)이나 FRS(force response simulation)를 수행하여 임의의 좌표 공간에 대한 진동수준을 해석적으로 예측할 뿐만 아니라 구조물의 진동제어 를 위한 동적인자를 변경시킬 수 있는 정보를 제공하며 장비를 방진할 경우 신뢰성 있는 전달률을 결정할 수 있다. 실험적으로 철교, 교량이나 건물의 철골구조 및 2층 바닥 등 대,중형의 복잡한 구조물에 대항 동특성을 나타내 는 모빌리티를 결정할 경우 충격 가진 실험이 사용되는 실험장비 측면에서 나 실험을 수행하는 과정이 대체적으로 간편하다. 그러나 이 경우 대상 구조 물을 충분히 가진시킬수 있는 용량의 대형 충격기(large impact hammer)가 필요하게 된다. 이러한 동적실험은 약 길이 61m, 폭 16m의 4경간 교량에 대 하여 동적실험을 수행하여 가능성을 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 stron

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압전 액츄에이터를 이용한 단순지지 평판에서의 초음파 대역 진동 발생 (Excitation of ultrasonic vibration on a simply supported plate with a piezoelectric actuator)

  • 안순홍;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.25-31
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    • 1998
  • 본 연구에서는 자동차 유리판에 초음파 대역 진동을 효율적으로 발생시킬 수 있는 압전 액츄에이터를 개발하고자 하였다. 자동차 유리판을 단순지지 평판으로 가정하였으며, 액츄에이터로는 PZT 진동자를 사용하였다. 유한 요소법(Finite Element Method)을 통하여 유리판의 최적 공진 주파수와 유리판에 부착할 압전 진동자의 구조 조건인 최적 위치와 개 수를 결정하였다. 설계 결과에 따라 자동차 유리판에 압전 진동자를 부착하여 임펄스 응답 해석(impulse response analysis)과 임피던스 해석(impedance analysis)을 수행하여 구동 주 파수를 확인하였다. 그 결과, 이 주파수로 가진하여 유리판 전면에 걸쳐 고른 초음파 진동이 분포함을 확인하였으며, 나아가 전기적 임피던스 매칭(impedance matching)을 통해 더 큰 효율의 진동을 발생시킬 수 있었다.

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고차의 진동하중을 받는 건축물 바닥판의 효율적인 진동해석 (An Efficient High-Frequency Vibration Analysis of Floors in Building Structures)

  • 이동근;김태호
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.35-48
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 높은 진동수 성분의 진동원을 가지는 건축물의 바닥판을 효율적으로 해석하는 방법을 제시하는 것이다. 이를 위하여 고차진동하중을 받는 건축물의 바닥판에 적절한 요소분할 방법과 이에 따른 과도한 자유도를 줄이기 위한 자유도 선택방법에 대하여 연구하였다. 그리고 일반적으로 건축물의 바닥판의 경우에는 두께에 비하여 바닥판의 길이가 길기 때문에 전단변형이 고려되지 않은 판요소를 바닥판의 모형화에 많이 사용하는데 이에 대해서도 그 적절성을 검증하였다. 그리고 여러 개의 층으로 이루어진 건축물 바닥판을 기존의 방법을 이용하여 등가의 바닥판으로 치환하였으며 이 방법의 가능성과 한계를 검토하였고 마지막으로는 예제 구조물을 중심으로 제안한 모형화 방법의 효율성을 확인하였다.

슬림 스피커 진동판의 분할진동 모드와 열전달 관계 분석을 통한 진동 패턴 예측 (Vibration Pattern Prediction through The Analysis on the Break-up Mode and the Heat Transfer Relationship of Slim Speaker Diaphragm)

  • 김현갑;김희식
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권10호
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    • pp.109-115
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    • 2016
  • 이 논문에서는 레이저를 통한 진동판 스캔과 열화상 카메라를 사용한 진동판 촬영, 두 가지 방법을 비교하며 슬림 스피커의 분할 진동을 검출하는 방법에 대해 살펴본다. 슬림 스피커는 평판형의 구조적인 특성상 분할진동이 두드러지게 나타나고, 설치되는 공간이 좁아 무빙 코일에서 발생하는 열의 냉각이 제한적이다. 이런 특성으로 인해 슬림 스피커에서 분할진동이 제품의 품질에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 진동판에서 일어나는 분할진동의 영향과 무빙 코일에 의한 진동판의 열전달 관계를 비교 탐색한다. 비교를 위한 실험은 분할진동 모드의 측정과 진동판의 열 변화 측정을 진동판 스캔과 열화상 카메라 촬영의 2단계의 실험으로 진행한다. 동일 주파수에서 발생하는 분할진동 모드와 열전달 형태를 비교하여 서로 간에 어떤 영향을 미치고 있는 지 파악할 수 있다. 그리고 이를 통해 발견한 연관성을 통해 쉽게 촬영할 수 있는 열화상만으로도 슬림 스피커가 가지는 분할진동의 형태와 경향성을 빠르게 파악하여 최적 설계에 도움이 되는 자료로 사용할 수 있을 것이다.

레이저 스펙클을 이용한 진동분석 (Vibration Analysis Using Laser Speckle)

  • 육도진;성덕용;강성수;이원진
    • 한국안광학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.77-80
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    • 2001
  • 본 논문은 저출력 He-Ne 레이저의 스펙클 현상을 이용하여, 진동하는 물체의 표면요소들에 의한 운동상태를 분석하는데 그 목격이 있다. 레이저에서 나온 빛은 구리판에서 반사되어 진동판에 스펙클로 나타난다. 이것을 뒤에 설치된 스피커의 음파로 진동시키면 스펙클은 여러 가지 형태로 변화한다. 진동판이 최대로 진동할 때의 진동수는 역학적 공명 진동수이므로 그때의 스펙클변화를 진동판에 표시한다. 스펙클은 진동하는 부분과 진동하지 않는 부분으로 나뉘어 지는데 진동하는 부분은 흐려지거나 스펙클이 나타나지 않는다. 진동모드의 변화는 진동판의 종류와 크기, 고정단 집게의 위치에 따라 달라지는 것을 볼 수 있다.

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마이크로 스피커 진동판의 특성 (Behaviour of Micro-loudspeaker Diaphragms)

  • 정경일;이한량;오세진;윤석왕
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.499-500
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    • 2004
  • 일반적으로 진동판의 크기와 형태는 스피커의 음파 방출 효율과 재생대역 및 왜곡특성을 결정하는 중요한 요인이다. 지금까지 대부분의 연구결과들은 직경 25mm 이상, 두께 0.1mm 이상의 다양한 소재의 진동판으로 이루어진 스피커들을 대상으로 하였다. 그러나 현재 수요가 급증하고 있는 마이크로스피커에 사용되는 진동판들은 직경이 20mm 이하이고, 그 두께는 수십 ${\mu}m$ 필름 소재를 사용하고 있다. 이러한 이유로 마이크로스피커의 동작특성은 일반적인 스피커에 비해 재생대역이 좁고, 고조파 왜가 크게 나타난다. 본 논문은 수 십 ${\mu}m$ 두께의 필름 진동판을 사용하는 마이크스피커의 설계 시, 기본적인 특성을 예측할 수 있도록 하기 위해 진동판의 두께 변화, 단면의 곡률변화에 따른 스피커의 특성 변화를 조사하였다.

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초기응력을 받는 적층판의 진동특성에 관한 연구 (Vibrational Chacacteristics of Initially Stressed Laminated Plates)

  • 박승진;백주은
    • 한국재난정보학회:학술대회논문집
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    • 한국재난정보학회 2016년 정기학술대회
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    • pp.188-189
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    • 2016
  • 본 논문은 초기하중을 하중을 받는 역대칭 angle-ply 와 cross-ply 적층판의 좌굴 및 진동특성을 무재하시의 고유진동수를 이용하여 산정하는 간편법을 제시하였다. 마주보는 두변이 단순 지지된 역대칭 적층판의 운동방정식은 전단변형과 회전강성효과를 고려한 YSN 이론으로 유도하였으며 이를 선점법을 이용하여 해석하였다. 초기응력을 받는 적층판의 무차원화 고유진동수, 임계좌굴계수 및 동적 주 불안정영역 문제들을 무재하시의 무차원화 고유진동수로서 각각의 특성을 정립시켰다. 본 연구에서 제안한 진동특성에 관한 간편산정식의 정당성과 사용성을 입증하기 위하여 수치예들로서 검토하였다.

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원형 마이크로스피커 진동판의 인장강도와 공명진동수 사이의 연관성 (Correlation Between Tensile Strength of Diaphragm and Resonance Frequency for Micro-Speaker)

  • 오세진;김해영
    • 한국음향학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.299-307
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    • 2009
  • 본 연구에서는 마이크로스피커에서 진동판의 패턴에 따른 음향특성의 변화를 연구하였다. 진동판을 에지부와 돔부로 크게 나누고, 이들 각각에 대한 패턴형태의 변화는 진동판의 인장강도에 영향을 주는 것으로 나타났고, 그 결과로써 마이크로스피커의 공명진동수가 변하였다. 에지부에서 패턴의 수가 증가하면, 공명진동수가 증가하여 최대가 된 후에 다시 지수함수적으로 감소하였다. 에지부에서 "U"형 드릴의 사용, 회오리형 패턴과 "V"형 드릴의 각도를 감소시키거나 또는 돔부에서 방사형 패턴의 수와 돔 높이의 감소와 곡률반경의 증가는 진동판의 인장강도를 증가시켜 공명진동수를 높였다. 그러나 에지부에서 "V"형 드릴의 사용, 방사형 패턴과 "V"형 드릴각도의 증가와 돔부에서 방사형 패턴의 수와 돔의 높이를 증가시키거나 곡률반경을 감소시키면 진동판의 인장강도가 감소하여 공명진동수가 감소하였다.

위성용 태양전지판 구조물의 진동해석 및 시험에 관한 연구 (A Study on Vibration Analysis and Test of Satellite Solar Panel Structure)

  • 문상무;이주진;이상설;최익현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.73-80
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    • 1995
  • 본 연구에서는 범용 구조해석 프로그램인 NASTRAN을 이용하여 실위성용 복합소재 태양전지판 구조물의 유한요소 모델링을 통해 진동특성에 대한 해석을 수행하였으며, 진동 특성 측정용 치구를 제작하고, 측정센서의 질량이 미치는 영향을 해석적인 방법으로 분석하였으며, 진동특성 측정시험을 수행하였다. 최종적으로 해석결과를 시험결과와 비교하므로써 태양전지판 구조물의 진동특성 시험방법을 정립하고 모델링기법을 검증하였다.

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