• Structural Engineering and Mechanics
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• 제45권4호
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• pp.569-594
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• 2013

The free vibration of axially functionally graded tapered arches including shear deformation and rotatory inertia are studied through solving the governing differential equation of motion. Numerical results are presented for circular, parabolic, catenary, elliptic and sinusoidal arches with hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped end restraints. In this study Differential Quadrature element of lowest order (DQEL) or Lagrangian Interpolation technique is applied to solve the problems. Three general taper types for rectangular section are considered. The lowest four natural frequencies are calculated and compared with the published results.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.526-529
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• 2004

Arches are one of the most important basic structural units as well as the beams, columns and plates. Most complicated structures consist of only these basic units and therefore it is very attractive research subject to analysis both the static and dynamic behavior of such units including the arches. This study deals with the free vibration of arbitrary shaped arches. In order to obtain the exactly arch shape, which surveyed (x, y) of neutral axis of arbitrary shaped arches are compared to various shape of arch: circular, parabolic, sinusoidal, elliptic, spiral and cartenary. The differential equations governing free vibrations of arches are merely adopted in the open literature rather than deriving the equations in this study. The Taylor series method is used as the numerical differential scheme. The Runge-Kutta method and the Regula-Falsi method, respectively, are used to integrate the governing differential equations and to compute the natural frequencies It is expected that results obtained herein can be practically utilized in the fields of vibration control.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.827-833
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• 2008

이 논문은 elastica형 아치의 자유진동에 관한 연구이다. Elastica형 아치의 선형은 항상 일정한 곡선길이를 갖는 후좌굴 기둥의 정확탄성곡선을 이용하였다. 이 Elastica형 아치의 곡률항을 일반아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식에 적용하여 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 지점조건을 고려하였다. 회전관성이 고유진동수에 미치는 영향을 분석하고, 아치의 높이비 및 세장비와 고유진동수와의 관계를 그림에 나타내었다. Elastica형 아치와 포물선형 아치의 고유진동수를 비교한 결과, elastica형 아치의 고유진동수가 포물선 아치의 고유진동수보다 매우 크게 나타나는 동적 특성을 보였다. 진동형의 전형적인 예를 그림에 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.31-38
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• 1985

아치의 미소요소(微小要素)에 작용(作用)하는 합응력(合應力)들의 평형방정식(平衡方程式)과 D'Alembert의 원리(原理)를 이용(利用)하여 회전관성(回轉慣性)을 고려(考慮)한 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 대한 미분방정식(微分方程式)을 유도(誘導)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 검증(檢證)하기 위하여 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)을 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)시킨 결과(結果), 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)이 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)되는 것을 보였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 시행착오적(試行錯誤的) 고유치문제(固有値問題)와 Runge-Kutta method를 이용(利用)하여 수치해석(數値解析)하였으며, 본(本) 연구(硏究)의 수치해석(數値解析) 결과(結果)와 SAP IV의 결과(結果)가 잘 일치(一致)함을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.13-21
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• 2005

본 논문에서는 강아치교의 고등해석과 최적설계를 수행하였다. 고등해석은 해석시에 구조계와 그에 속한 부재의 강도와 안정을 직접 고려함으로서, 해석후 개별부재의 강도검토가 필요없는 설계방법을 지칭한다. 기하학적 비선형 효과를 고려하기 위하여 안정함수를 사용하였다. 잔류응력으로 인한 점진적인 소성화를 고려하기 위하여 CRC 접선 탄성계수를 사용하였다. 탄성강성에서 완전소성강성까지 점진적인 소성화를 나타내기 위하여 포물선 함수를 사용하였다. 최적화 기법으로는 수정된 단면점증법을 사용하였다. 수정된 단면점증법은 AASHTO-LRFD의 상관방정식으로 계산된 값중에서 최대값을 가지는 부재의 크기를 단계별로 증가시키는 방법이다. 목적함수는 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력 및 처짐 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 설계결과를 기존의 연구결과와 비교하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제28권5호
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• pp.717-729
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• 1998

본 연구는4개의 제 1소구치를 발치하여 치료된 I급 부정교합 증례의 치열궁 형태와 크기를 실제 임상에서 이용하기 용이 하도록 아치와이어가 지나는 브라켓 슬럿 레벨에서 알아보고자 시행하였다. 이를 위해 치아 크기가 정상범주에 있으면서 4개의 제 1소구치를 발치하여 교정 치료후 비교적 양호한 결과를 보인 모형 60개(남자 30개, 여자 30개)를 대상으로 계측점과 계측선을 설정하고, 통계 처리 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 아치 와이어가 지나는 브라켓 슬럿 레벨에서 남녀의 상하악, 협설측 치열궁 형태를 얻었다(Fig 5,6,7,8). 2. 남녀별 상하악, 협설측 평균 악궁형태에 대한 포물선식 및 변수의 적합도를 나타내는 결정 계수를 구하였다(Table 5). 3. 치열궁 크기를 나타내는 대부분의 선계측 항목에서 남자가 여자가 큰 수치를 보였으며, 통계학적 유의차를 보인 항목은 상악의 견치 폭경, 제 1대구치 폭경, 제 2대구치 폭경, 소구치 고경, 제 2대구치 고경과 하악의 견치 폭경, 제 2 대구치 폭경, 소구치 고경이었다(p<0.05, p<0.01). 4. 상하악의 제 1대구치간 폭경의 차이는 남자에서 6.43mm, 여자에서 6.05mm이었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.673-682
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• 1997

이 논문에서는 회전관성과 전단변형이 변화곡률 아치의 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 임의의 변화곡률을 갖는 등단면 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였으며, 유도된 미분방정식에 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 포물선, 원호 및 타원 아치를 적용하여 수치해석하였다. 해석결과로서 무차원 변수인 아치높이 지간길이비 및 세장비 변화에 따론 최저차 4개의 무차원 고유진동수를 산출하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권6호
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• pp.713-730
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• 2002

This paper presents a finite element approach for determining the natural frequencies for planar inclined arches of various shapes vibrating in three-dimensional space. The profile of inclined arches, represented by undeformed centriodal axis of cross-section, is defined by the equation of plane curves expressed in the rectangular coordinates which are : circular, parabolic, sine, elliptic, and catenary shapes. In free vibration state, the arch is slightly displaced from its undeformed position. The linear relationship between curvature-torsion and axial strain is expressed in terms of the displacements in three-dimensional space. The finite element discretization along the span length is used rather than the total are length. Numerical results for arches of various shapes are given and they are in good agreement with those reported in literature. The natural frequency parameters and mode shapes are reported as functions of two nondimensional parameters: the span to cord length ratio (e) and the rise to cord length ratio (f).

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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• pp.394.2-394
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• 2002

The differential equations governing free vibrations of the elastic arches with unsymmetric axis are derived in the rectangular coordinates rather than in polar coordinates, in which the effect of rotatory inertia is included. Frequencies and mode shapes are computed numerically for parabolic arches with both clamped ends and both hinged ends. Comparisons of natural frequencies between this study and SAP 2000 are made to validate theories and numerical methods developed herein. (omitted)

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.441-448
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• 1998

In this study, an explicit transient analysis program considering material and geometric nolinearities has been developed and used to analyze the dynamic behaviors of circular, parabolic, sinusoidal and catenary arches according to the change of shapes and boundary conditions. To understand dynamic behaviors of arches, first of all, the results of free vibration analysis for four kinds of arches are discussed. The results of transient analysis under impact loads we discussed in respect of boundary condition, change of height, and arch-shape. The dynamic behaviors of arches by nonlinear transient analysis considering both material and geometric nolinearities are also discussed.