Based on Hamilton's principle, the flexural vibration differential equations and boundary conditions of the steel-concrete composite beam (SCCB) with comprehensive consideration of the influences of the shear deformation, interface slip and longitudinal inertia of motion were derived. The analytical natural frequencies of flexural vibration were compared with available results previously observed by the experiments, the results calculated by the FE model and the other similar beam theories available in the open literatures. The comparison results showed that, the calculation results of the analytical and Timoshenko models had a good agreement with the results of the experimental test and FE model. Finally, the influences of shear deformation and interface slip on the flexural natural frequencies of the SCCB were discussed. The shear deformation effect increases with the increase of the mode orders of flexural natural vibration, and the flexural natural frequencies of the higher mode orders ignoring the influence of shear deformations effect would be overestimated. The interface slip effect decrease with the increase of the mode orders of flexural natural vibration, and the influence of the interface slip effect on flexural natural frequencies of the low mode orders is significant. The influence of the degree of shear connection on shear deformation effect is insignificant, and the low order modes of flexural natural vibration are mainly composed of the rotational displacement of cross sections.
Wind-induced motions, like acceleration for instance, often influence designs for high-rise buildings. As a consequence, correct assessment of natural frequency becomes important. The empirical expressions used to quantify this parameter at the design phase tend to yield values that are significantly different from each other. This paper is concerned with the natural periods of steel buildings. It describes the vibration measurement methods that were employed for testing buildings. This paper will also present reliable methods of assessing the natural period from ambient vibration tests. Data from measurements on 21 buildings in Seoul were provided while 21 buildings were tested by ambient vibration measurements to obtain the natural periods. While regression formulas of natural periods for steel-frarried tall buildings were suggested,the obtained formula was compared with the empirical expressions of structural standards and the Eigen-value analysis.
Kim, Seung-Ki;Kwak, Moon K.;Yang, Dong-Ho;Yang, Dong-Yuk
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2014.10a
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pp.922-924
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2014
This paper is concerned with the analysis of natural vibration characteristics of an accelerometer used in power plant. The malfunction of the accelerometer in high-temperature environment may produce erroneous sensor signal and the erroneous signal may cause unpredicted accidents in power plants. Hence, the accelerometer which endures high temperature needs to be developed. In this study, the natural vibration characteristics of the accelerometer were investigated prior to the development of the high-temperature accelerometer. The main mechanical part of the accelerometer is a spiral spring. In this study, the dynamic characteristics of the spiral spring were investigated first by using a commercial finite element code. Numerical results show that the thickness of the spiral spring affects the dynamic characteristics. Numerical investigation on the effect of temperature on the performance of the accelerometer will follow.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.14
no.8
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pp.661-667
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2004
The characteristics of noise and vibration by a heavy impact source was studied. The triggering method was used for increasing the reliability and stability to measure the level of sound pressure. sound intensity and vibration acceleration. A simple finite element model and a rigid body analysis method were suggested to calculate the natural frequencies of the multi-layer floor system. The results show that the resilient materials decrease the natural frequency of the reinforced concrete slab, make a resonance with dominant driving frequency in the low frequency region, and increase the vibration and noise level. A simple finite element model and rigid body models was suggested to calculate the natural frequencies of the floor systems.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2012.10a
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pp.229-230
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2012
The free flexural vibration of a cantilever plate partially submerged in a fluid is investigated. The fluid is assumed to be inviscid and irrotational. The virtual mass matrix is derived by solving the boundary-value problem related to the fluid motion using elliptical coordinates. The introduction of the elliptical coordinates naturally leads to the use of the Mathieu function. Hence, the virtual mass matrix which reflects the effect of the fluid on the natural vibration characteristics is expressed in analytical form in terms of the Mathieu functions. The virtual mass matrix is then combined with the dynamic model of a thin rectangular plate obtained by using the Rayleigh-Ritz method. This combination is used to analyze the natural vibration characteristics of a partially submerged cantilever plate qualitatively. Also, the non-dimensionalized added virtual mass incremental factors for a partially submerged cantilever plate are presented to facilitate the easy estimation of natural frequencies of a partially submerged cantilever plate. The numerical results validate the proposed approach.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.23
no.3
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pp.267-273
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2013
Recently, turbine-generators have been replaced for the integrity reinforcement and the efficiency improvement, also, the blade's failures of LP turbines due to torsional vibration have been reported. Excessive torsional vibrations can result in failures of components. The severity of torsional oscillations and stress depends upon the separation margin between the excitation frequencies and torsional natural frequencies. Therefore it is needed to measure the torsional natural frequencies after replacement of the components to conform the separation margin of torsional natural frequencies. In this study torsional vibration measurements were performed after LP turbine and generator replacement and the torsional natural frequencies for the turbine-generator train were calculated to evaluate the effects of generator replacement on torsional natural frequencies of turbine-generator train. It is expected that these evaluation results will be used effectively to identify the root causes of torsional vibration problems.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.24
no.3
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pp.315-321
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2021
In this study, the natural frequency analysis of the fuel pipe and vibration test jig was performed as a basic study to determine the vibration characteristics of the vehicle's fuel pipe and the stability analysis of fatigue failure of the pipe. The natural frequencies of the fuel pipe and the fuel pipe with the test jig were calculated and the results were compared. As a result of the analysis, it was found that the natural frequency of the fuel pipe and the natural frequency of the test jig differed about 7 times, so that the vibration of the test jig did not affect the vibration of the fuel pipe. In addition, as a result of the natural frequency analysis of the fuel pipe itself and the pipe with the test jig attached, the maximum error is less than about 1%. In the future, it was suggested that the analysis of the design changed fuel pipe may be performed without a test jig.
Based on the energy-variational principle, a coupling vibration analysis model of high-speed railway simply supported beam bridge-track structure system (HSRBTS) was established by considering the effect of shear deformation. The vibration differential equation and natural boundary conditions of HSRBTS were derived by considering the interlayer slip effect. Then, an analytic calculation method for the natural vibration frequency of this system was obtained. By taking two simply supported beam bridges of high-speed railway of 24 m and 32 m in span as examples, ANSYS and MIDAS finite-element numerical calculation methods were compared with the analytic method established in this paper. The calculation results show that two of them agree well with each other, validating the analytic method reported in this paper. The analytic method established in this study was used to evaluate the natural vibration characteristics of HSRBTS under different interlayer stiffness and length of rails at different subgrade sections. The results show that the vertical interlayer compressive stiffness had a great influence on the high-order natural vibration frequency of HSRBTS, and the effect of longitudinal interlayer slip stiffness on the natural vibration frequency of HSRBTS could be ignored. Under different vertical interlayer stiffness conditions, the subgrade section of HSRBTS has a critical rail length, and the critical length of rail at subgrade section decreases with the increase in vertical interlayer compressive stiffness.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2008.11a
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pp.49-53
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2008
This study deals a way to reduce the transformer noises. The first step is to identify the source of the transformer noises. The second step is obtaining the vibration characteristics of transformer; its natural frequencies and mode shapes. Based on these information, an method to reduce the vibration of transformer can be found. The cause of transformer noises is mainly due to the magnetostrictive vibration of a core which is made of ferromagnetic substances. It is well known that the magnetostrictive vibration of a core is unavoidable, and a way to reduce the transformer noise by structural design is needed. It requires understanding the vibration characteristics. The natural frequencies and the mode shapes of transformer are analyzed by performing the modal testing.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2002.11b
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pp.588-592
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2002
There was the transient vibration on $H_2$ piping system for cooling the generator in a power plant. We found it was resulted from resonance between the natural vibration of the piping system and exciting force from the turbine rotor by measurement and simulation test. We verified it would be changed the mode shape of the piping system by several simulation test for the structural modification of the piping system. Therefore we concluded that the change of natural vibration mode depends on deeply changing effective length of pipe and reducing supports.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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