• 제목/요약/키워드: FRF 해석

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고차 주파수응답함수를 이용한 비선형 시스템의 매개변수 추정 (Use of Higher Order Frequency Response Functions for Non-Linear Parameter Estimation)

  • 이건명
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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    • pp.40-45
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    • 1994
  • 기계시스템의 비선형특성 해석을 위하여 여러가지 방법이 활용되고 있는데, 이들은 Nyquist 선도의 찌그러짐(distortion), Hilbert 변환, 복원력면(restoring force surface), NARMAX, 고차 주파수응답함수(higher order frequency response function), DPE(direct parameter estimation)를 이용한 방법등이다. 이들중 고차 FRF(frequency response function)는 그 개념이 선형시스템의 FRF와 유사하여 비선형시스템의 해석방법으로서 주목을 받고 있으나 아직은 고차 FRF의 특성에 대한 이론적 연구 단계이고, 고차 FRF로부터 비선형특성을 정량적으로 해석하는 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 다항식으로 표시되는 비선형성을 갖는 시스템이 정현파가진을 받을 때 그 응답의 가진주파수 성분은 가진력진폭과 고차 FRF의 무한급수로 나타낼 수 있다. 가진력의 진폭을 변화시켜가며 응답을 측정하고, 고차항을 무시하면 고차 FRF의 값을 근사적으로 구할 수 있다. 고차 FRF는 비선형 시스템의 매개변수의 식으로 나타낼 수 있으므로 이로부터 비선형 매개변수를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 비선형강성과 비선형감쇠를 갖는 1자유도 시뮬레이션 시스템에 이 매개변수 추정법을 각각 적용함으로써 이 방법의 가능성을 고찰하였다.

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부분구조 기반 민감도 해석을 이용한 진동시스템의 연결부 특성 추정 (Identification of Connections of Vibration Systems Using Substructural Sensitivity Analysis)

  • 서세영;김도연;김찬묵;이두호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.786-792
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    • 2001
  • In this paper, the identification of connections for a vibration system has been presented using FRF-based substructural sensitivity analysis. The substructural design sensitivity formula is derived and plugged into a commercial optimization program, MATLAB, to identify connection stiffness of an air-conditioner system of passenger car. The air-conditioner system, composed of a compressor and a bracket is analyzed by using FRF-based substructural(FBS) method. To obtain the FRFs, FE model is built for the bracket, and the impact hammer test is performed for the compressor. Obtained FRFs are combined to calculate the reaction force at the connection point and the system response. Connection element properties are determined by minimizing the difference between a target FRF and calculated one. It is shown that the proposed identification method is effective even for a real problem.

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정현파로 가진한 강제진동 해석과 응답특성 (Response Characteristics of Forced Vibration Model with Sinusoidal Exciting Force)

  • 김종도;윤문철
    • 융합정보논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.131-137
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    • 2020
  • 가진 정현파 강제력에 의한 강제 진동의 특성이 연구되었고 또한, 주파수 영역에서 FRF의 수치 분석을 자세히 수행하였다. 이와 관련하여 강제 진동 모델에서 변위, 속도 및 가속도의 응답을 구하였다. 고유 주파수 주변의 실수부와 허수부의 FRF 특성도 각 경우에 따라 구하였다. 시간 영역에서의 강제 진동의 응답분석은 정현파 강제 진동의 특성을 식별할 수 있다. 변위, 속도 및 가속도 등의 응답을 얻기 위해 Runge-Kutta-Gill 방법의 수치해석 기법을 수행하여 강제력 주파수에 따른 응답을 얻었고 이 주파수는 응답에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한, FRF는 강제 진동의 고유 특성을 나타내고 있으며 이러한 강제 진동 모델의 각 감쇠 조건에서 이러한 응답분석을 성공적으로 자세하게 얻을 수 있었다. 상이한 질량, 감쇠 및 강성에 대한 수치 분석 후, 정현파 강제력에 의한 강제 진동 응답 특성을 강제력의 진폭 및 주파수를 동시에 고려하여 분석되었다.

평균FRF를 이용한 장대교량의 동특성 (A Dynamic Characterization of Long Span Bridge Using Mean FRF)

  • 허광희;최만용;안병익
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.77-83
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    • 2000
  • 구조물의 동특성은 대형구조물을 상시감시 할 수 있는 장점으로 인하여 널리 활용된다. 상시감시를 위해 계측된 랜덤 데이터는 FFT를 통한 구조물의 동적 고유특성을 분석함으로써 이루어진다. 이 과정에서 Input Data와 Response Data사이에서 FFT Analyzer를 통하여 FRF가 측정된다. 특히 랜덤 데이터의 계측은 여건과 환경에 따라 발생하는 Noise로부터 가능한 정확한 FRF를 계측해야만 성공적인 구조물의 고유의 동적특성을 파악하게 된다. 랜덤 데이터에서 발생할 가능성이 높은 입력, 출력 Noise를 동시에 최소화 할 수 있는 새로운 개념의 FRF측정 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘에 의하여 장대형 모형교량으로부터 Modal 실험을 수행하여 계측된 동특성을 FE 해석 결과와 비교 평가하여 유용성을 제시한다.

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다중전달 함수합성법을 이용한 구조물의 동특성 해석 (Structural Dynamic Analysis using Multi-FRF Synthesis Method)

  • 정재훈;지태한;박영필
    • 소음진동
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    • 제8권1호
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    • pp.139-145
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    • 1998
  • A great deal of effort has been invested in upgrading the performance and the efficiency of dynamic analysis of mechanical structures. Using experimental modal analysis(EMA) or finite element analysis(FEA) data of mechanical structures, the performance and efficiency can be effectively evaluated. In order to analyze complex structures such as automobiles and aircrafts, for the sake of computing efficiency, the dynamic substructuring techniques that allow to predict the dynamic behavior of a structure are widely used. Through linking a modal model obtained from EMA and an analytical model obtained from FEA, the best conditioned strucutres can be proposed. In this study, a new algorithm of substructre synthesis method, Multi-FRF synthesis method, is proposed to analyze a structure composed of many substructures.

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부분구조 모드합성법에 의한 주파수응답함수 산출법 (Calculating Method of FRF with Sub-structure Mode Synthesis Method)

  • 오창근;박경일;박석주
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.393-398
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    • 2015
  • 진동해석에 있어서 매우 중요한 부분 중의 하나가 주파수응답함수를 구하는 것이다. 크거나 복잡한 구조물은 일반적으로 아주 큰 자유도-예를 들면 수 백 만 자유도-를 가지기 때문에 역행렬에 의한 전통적인 방법으로는 주파수응답함수를 구할 수 없을지도 모른다. 그래서 전체 구조물을 몇 개의 부분구조로 나누어서 해석하는 부분구조 해석법을 이용한다. 여기에서는 부분구조별로 나누어 계산한 부분구조 진동모드를 이용하여 자유도를 현격하게 낮춘 등가의 저 자유도 모델에서 주파수응답함수를 구하는 방법을 제시한다. 개발한 프로그램의 신뢰도를 확인하기 위하여 평판 구조물에 적용하여서 실험과 축소하지 않는 영역에서의 해석 결과와 본 해석 결과를 비교하였고, 매우 좋은 결과를 얻었다.

크리로프 부공간법에 근거한 모델차수축소기법을 통한 배열형 MEMS 공진기의 주파수응답해석 (Frequency Response Analysis of Array-Type MEMS Resonators by Model Order Reduction Using Krylov Subspace Method)

  • 한정삼;고진환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권9호
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    • pp.878-885
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    • 2009
  • One of important factors in designing MEMS resonators for RF filters is obtaining a desired frequency response function (FRF) within a specific frequency range of interest. Because various array-type MEMS resonators have been recently introduced to improve the filter characteristics such as bandwidth, pass-band, and shape factor, the degrees of freedom (DOF) of finite elements for their FRF calculation dramatically increases and therefore raises computational difficulties. In this paper the Krylov subspace-based model order reduction using moment-matching with non-zero expansion points is represented as a numerical solution to perform the frequency response analyses of those array-type MEMS resonators in an efficient way. By matching moments at a frequency around the specific operation range of the array-type resonators, the required FRF can be efficiently calculated regardless of their operating frequency from significantly reduced systems. In addition, because of the characteristics of the moment-matching method, a minimal order of reduced system with a prearranged accuracy can be determined through an error indicator using successive reduced models, which is very useful to automate the order reduction process and FRF calculation for structural optimization iterations. We also found out that the presented method could obtain the FRF of a $6\times6$ array-type resonator within a seventieth of the computational time necessary for the direct method and in addition FRF calculation by the mode superposition method could not even be completed because of a data overflow with a half after calculation of 9,722 eigenmodes.

전달함수합성법을 이용한 민감도 해석 (Sensitivity Analysis using FRF-based Substructuring Method)

  • 이두호;황우석;김찬묵
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.602-606
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    • 2000
  • A general procedure for the design sensitivity analysis of structural dynamic problems has been presented in frame of the FRF-based substructuring formulation. In the procedure, the direct differentiation method is used for the sensitivity formula. For a system response function, the proposed method gives a parametric design sensitivity formula in terms of the partial derivatives of the connection element properties and the transfer matrix of the subsystems. The derived design sensitivity formula is applied to a numerical example. The comparison of sensitivities derived by the proposed method and the finite difference method shows that the proposed method is efficient and accurate.

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전달함수합성법을 이용한 엔진마운트계의 민감도 해석 (Sensitivity Analysis of Engine Mount System using FRF-based Substructuring Method)

  • 이두호;황우석;김찬묵
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권1호
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    • pp.153-160
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    • 2001
  • A general procedure for the design sensitivity analysis of structural dynamic problems has been presented in frame of the FRF-based substructuring formulation. For a system response function, the proposed method gives a parametric design sensitivity formula in terms of the partial derivatives of the connection element properties and the transfer matrix of the subsystems. The derived design sensitivity formula is applied to an engine mount system. An interior noise problem in the passenger car is analyzed using the FRF-based substructuring method and the proposed formulation is adopted to study the response variations with respect to the dynamic characteristics of the engine mounts and the bushes. To obtain the FRFs, a finite element model is built for the engine mount structures, and test data is used for the trimmed body including cabin cavity. The comparison of sensitivities derived by the proposed method and the finite difference method shows that the proposed method is efficient and accurate. The proposed sensitivity analysis method indicates effectively the most sensitive location to the interior noise among the engine mounts and the bushes.