It is important to model the mechanical structure precisely and reasonably in predicting the dynamic characteristics, controlling the vibration, and designing the structure dynamics. In the finite element modeling, the errors can be contained from the physical parameters, the approximation of the boundary conditions, and the element modeling. From the dynamic test, more precise dynamic characteristics can be obtained. Model updating using parameter modification is appropriate when the design parameter is used to analyze the input parameter like finite element method. Finite element analysis for cantilever and simply supported beams with uniform area and shape change are carried out as model updating examples. Mass and stiffness matrices are updated by comparing test and analytical modal frequencies. The result shows that the updated frequencies become closer to the test frequencies.
Equations of chordwise and flapwise bending motions of pretwisted rotatin cantilever beams are derived. The two motions are coupled to each other due to the pretwist angle of the beam cross section. As the angular speed, hub radius ratio, and pretwist angle vary, the vibration characteristics of the beam change. It is found that engenvalue loci veering phenomena and associated mode shape variations occur between two vibration modes due to the pretwist angle. The effect of the pretwist angle on the critical angular speed is also investigated.
In the semiconductor and the optical industry a new transport system which can replace the conventional sliding system is required. These systems are driven by magnetic field and conveyer belt. The magnetic field damages semiconductor and contact force scratches the optical lens. The ultrasonic wave driven system can solve these problem. In this paper, the object transport system using the excitation of ultrasonic wave is proposed. The experiments for finding the optimal excitation frequency, finding phase-difference between two ultrasonic wave generators are performed. The relationship of transporting speed according to the change of flexural beam shape is verified and the system performance for practical use is evaluated.
점탄성 복합재는 간단한 작업으로 큰 감쇠 효과를 볼 수 있어 사용이 날로 늘어나고 있다. 그런데 점탄성 복합재의 특성은 온도에 민감하게 반응하며 변화한다. 그러므로 점탄성 복합재의 모드해석 시 온도 변화에 따른 해석이 필요하다. 본 논문에서는 한쪽면에 점탄성재를 부착한 Oberst beam을 일단고정 상태로 설치하여 실험 온도를 $-15{\sim}45^{\circ}C$로 변화시켜가며 전달함수를 이용하여 실험모드해석을 실행하였다. 그리고 온도 차이에 따른 모드형상을 비교하였다.
A cantilever beam with a mass and a spring at the end can be use to model a miniature flexible arm. It is necessary to know the natural frequencies and mode shapes to discuss its free vibration, especially when modal analysis is employed. A beam is clamped-free. In this paper we look at the lateral vibration of beams that have step changes in the properties of their cross sections. The frequency equation is derived by Bernoulli-Euler formulation and is sloved by the separation of variable. The parameters of the beam, 'mass and spring stiffness' are defined as nondimensionalized parameters for wide application of the results. According to the change of eigenvalues and mode shape are presented for this beam. The results presented are the eigenvalues and the natural frequencies for the first three modes of vibration. Results show that the parameters have a significant effect on the natural frequency.
In the semiconductor and the optical industry a new transport system which can replace the conventional sliding system is required. These systems are driven by magnetic field and conveyer belt. The magnetic field damages semiconductor and contact force scratches the optical lens. The ultrasonic wave driven system can solve these problem. In this paper, the relationship of transporting speed according to the change of flexural beam shape and the effect of transporting speed according to the change of weight and amplification voltage are verified. The vibration behavior of flexural beam in the ultrasonic transport system is experimented using Laser Scanning Vibrometer.
Surface heat treatment using a laser beam or an electron beam is studied through numerical analyses and experiments. For the surface heat treatment process, a theoretical model is developed to predict the effects of laser beam power, travel speed and properties of a workpiece on the depth and width of the heat affected zone(HAZ). The shape of HAZ and the hardness of heat-treated surface are experimentally obtained using an electron beam. Three materials(SS41, S45C and S55C) are selected as workpiece materials. The hardness of HAZ is increased up to 3 times for materials of a low carbon content. The results of the numerical analysis are compared with those of experiments. The comparison shows that the numerical model predicts larger depths and widths.
Purpose: Diagnostic estimation of destruction and formation of bone has the typical limit according to capacity of x-ray generator and image detector. So the aim of this study was to find out how much it can reproduce the shape and the density of bone in the case of using recently developed dental type of cone beam computed tomography, and which image is applied by new detector and mathematic calculation. Materials and Methods: Cone beam computed tomography (PSR 9000N, Asahi Roentgen Ind. Co., Ltd., Japan) and soft x-ray radiography were executed on dry mandible that was already decalcified during 5 hours, 10 hours, 15 hours, 20 hours, and 25 hours. Estimating and comparing of those came to the following results. Results: The change of inferior border of mandible and anterior border of ramus in the region of cortical bone was observed between first 5 and 10 hours of decalcification. The reproduction of shape and density in the region of cortical bone and cancellous bone can be hardly observed at cone beam computed tomography compared with soft x-ray radiography. The difference of decrease of bone density according to hours of decalcification increase wasn't reproduced at cone beam computed tomography compared with soft x-ray radiography. Conclusion: CBCT images revealed higher spatial resolution. However, contrast resolution in region of low contrast sensitivity is the inferiority of images' property.
The resistance spot-welded region in most current finite element crash models is characterized as a rigid beam at the location of the welded spot. The region is modeled to fail with a failure criterion which is a function of the axial and shear load at the rigid beam. The calculation of the load acting on the rigid beam is important to evaluate the failure of the spot-weld. In this paper, numerical simulation is carried out to evaluate the calculation of the load at the rigid beam. At first, the load on the spot-welded region is calculated with the precise finite element model considering the residual stress due to the thermal history during the spot welding procedure. And then, the load is compared with the one obtained from the model used in the crash analysis with respect to the element size, the element shape and the number of imposed constraints. Analysis results demonstrate that the load acting on the spot-welded element is correctly calculated by the change of the element shape around the welded region and the location of welded constrains. The results provide a guideline for an accurate finite element modeling of the spot-welded region in the crash analysis of vehicles.
In the shape optimization based on the finite element method, the accuracy of finite element analysis of a given structure is important to determine the final shape. In case of a bending dominant problem, finite element solutions by the full integration scheme are not reliable because of the locking phenomenon. Furthermore, in the process of shape optimization, the mesh distortion is large due to the change of the structure outline: therefore, we cannot guarantee the accurate result unless the finite element itself is accurate. We approach to more accurate shape optimization to diminish these inaccuracies by improving the existing finite element. The shape optimization using the modified finite element is applied to a two-dimensional simple beam. Results show that the modified finite element have improved the optimization results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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