• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.336-343
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• 2004

This paper reports the first known free vibration data for thin rectangular plates with V-notches. The classical Ritz method is employed with two sets of admissible functions assumed for the transverse vibratory displacements. These sets include (1) mathematically complete algebraic-trigonometric polynomials which guarantee convergence to exact frequencies as sufficient terms are retained, and (2) corner functions which account for the bending moment singularities at the sharp reentrant corner of the Y-notch. Extensive convergence studies summarized herein confirm that the corner functions substantially enhance the convergence and accuracy of nondirectional frequencies for rectangular plates having the V-notch. In this paper, accurate frequencies and normalized contours of vibratory transverse displacement are presented for various notched plates, so that the effect of corner stress singularities may be understood.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권10호
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• pp.751-759
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• 2003

The theoretical method is developed to investigate the vibration characteristics of the sloshing and bulging mode for the circular cylindrical storage tank with an annular plate on free surface. The cylindrical tank is filled with an inviscid and incompressible liquid. The liquid domain is limited by a rigid cylindrical surface and a rigid flat bottom. As the effect of free surface waves Is taken into account in the analysis, the bulging and sloshing modes are studied. The solution for the velocity potential of liquid movement is assumed as a suitable harmonic function that satisfies Laplace equation and the relevant boundary conditions. The Rayleigh-Ritz method is used to derive the frequency equation of the cylindrical tank. The effect of Inner-to-outer radius ratio and thickness of annular plate and liquid volume on vibration characteristics of storage tank is studied. The finite element analysis is performed to demonstrate the validity of present theoretical method.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권10호
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• pp.767-776
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• 2003

The theoretical method is developed to Investigate the nitration characteristics of the combined cylindrical shells with an annular plate joined to the shell at any arbitrary axial position. The structural coupling between shell and plate is simulated using two types of artificial springs a translational spring is introduced for translational coupling and a rotational spring is used for rotational coupling. The springs are continuously distributed along circumferential direction. Using the Rayleigh-Ritz method the natural frequencies and mode shapes of the combined shell with an annular plate examine. The effect of Inner-to-outer radius ratio, axial position of annular plate and length-to-radius ratio of shell on vibration characteristics of combined cylindrical shells is studied. The theoretical results are verified by comparison with FEM results.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.433-442
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• 2009

본 연구는 V노치 또는 예리한 균열이 존재하는 N 다변형 단면 입체 실린더에 대한 새로운 3차원 진동 데이터를 제시한다. 본 논문에서는 수학적으로 완전한 대수삼각다항식과 V노치 선단을 따라 존재하는 3차원 응력특이도를 명확히 다루는 허용에지함수와 함께 Ritz방법이 적용된다. 응력특이도를 포함하는 다변형 입체 실린더의 정확한 고유진동수 및 모드형상을 얻기 위해서는 에지함수가 필요하다는 것이 수렴도 분석을 통하여 입증된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권3호
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• pp.439-446
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• 2005

The theoretical method is developed to investigate the vibration characteristics of the combined cylindrical shells with an annular plate joined to the shell at any arbitrary axial position. The structural rotational coupling between shell and plate is simulated using the rotational artificial spring. For the translational coupling, the continuity conditions for the displacements of shell and plate are used. For the uncoupled annular plate, the transverse motion is considered and the in-plane motions are not. And the additional transverse and in-plane motions of the coupled annular plate by shell deformation are considered in analysis. Theoretical formulations are based on Love's thin shell theory. The frequency equation of the combined shell with an annular plate is derived using the Rayleigh-Ritz approach. The effect of inner-to-outer radius ratio, axial position and thickness of annular plate on vibration characteristics of combined cylindrical shells is studied. To demonstrate the validity of present theoretical method, the finite element analysis is performed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.401-410
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• 2008

보의 고유진동수는 진동해석 뿐만 아니라 구조물의 동적특성을 파악하는데 중요한 역할을 한다 보의 단면이 불연속적으로 변하는 계단형 보의 고유진동수 해석은 복잡하다. 이런 계단형 보의 진동해석은 Rayleigh-Ritz법, FEM 등과 같은 근사해석법이 흔히 사용되는데 이들 해석의 정확성은 분할요소의 수, 계산의 반복수, 가정처짐곡선의 형상에 따라 좌우된다. 본 연구에서는 계단형 외팔보의 등가보 변환 방법을 이용한 기본고유진동수의 근사해석방법을 제시하고자 하였으며 여러 예제에 대하여 제안방법과 유한요소해석 결과를 비교하여 그 적용성과 신뢰성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.393-406
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• 1998

본 연구는 수평보강된 직교이방성판의 좌굴거동에 관한 것으로서 면내 선형분포하중을 받는 수평보강된 직교이방성판의 좌굴해석식을 Rayleigh-Ritz법을 사용하여 유도하였으며 보강재의 위치에 따른 좌굴응력의 상한치를 Lagrangian multiplier법을 사용하여 결정하였다. 판의 네 변은 단순지지되어 있다고 가정하였으며, 보강재는 보요소로 간주하였다. 유도된 식을 사용하여 보강재와 판의 폭비와 보강재의 위치를 변화시켜가며 좌굴해석을 수행한 결과 면내 선형분포하중을 받는 네 변이 단순지지된 수평보강된 직교이방성판의 효과적인 보강재의 설치 위치는 판의 좌굴응력의 상한치가 최대가 되는 위치임을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.344-349
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• 1995

셀구조물은 선박, 항공기, 우주선 등의 산업분야에 자주 사용되는 중요한 구조요소로서, 이에 대한 연구도 공학적 필요성에 의해 많은 연구가 진행되어 왔다. Maddox등의 Rayleigh-Ritz법, Srinivasan and Bobby의 적분방정식 기법, Petyt의 유한요소법, Irie, Henderson등의 전달매트릭스법, 그 외 Webster, Petyt and Deb Nath, Blevins, Srinivasan and Krishnan등에 의해 여러가지 해석방법의 진동해석이 행해져 왔다. 현재 주로 사용되고 있는 매트릭스 구조해석 및 진동해석 방법으로는 유한요소법과 전달매트릭스법을 들 수 있다. 유한요소법은 범용적인 해석 프로그램의 개발은 수월하지만 대규모의 선형 연립방정식의 해법에 귀착되므로, 기억용량이 큰 대형컴퓨터가 필요하고, 반면 전달매트릭스법은 기억용량이 적은 퍼스널컴퓨터로도 계산수행이 가능하나 고차의 고유진동수를 구할 경우나, 중간에 단단한 경탄성지지가 존재할 경우 등에는 수치계산상의 문제점이 지적되고 있다. 이에 대한 대책으로, 상태변수를 바꾸어 넣은 Riccati방법, 각 절점의 기지의 상태변수를 제거하는 Frontal법, 전달매트릭스와 강성매트릭스를 결합시키는 방법 등이 보고 되고 있다. 이에 자자들은 퍼스널컴퓨터 이용에 적합한 고속, 고정도의 구조해석 및 진동해석 기법으로 전달영향계수법을 제안하여, 원판구조물, 사각판구조물, 원통형 셀구조물 등의 여러가지 형상구조물의 자유진동 해석에 적용해서, 종래의 전달매트릭스법에 비해 계산정도 및 계산속도의 양면에서 매우 우수함을 보고한바 있다. 본 연구에서는 동적영향계수의 축차전달에 그 개념을 두고 있는 전달영향계수법을 좀 더 일반화시키고 체계화시키기 위하여 탄성지지를 갖는 셀구조물에 적용하여 자유진동 해석 알고리즘을 정식화한 후, 간단한 모델에 대한 수치실험을 통해서 전달 영향계수법으로 구한 해를 전달매트릭스법의 결과와 비교.검토하여 본 방법의 유용성을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.161-171
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• 2006

본 논문은 고정과 자유 경계의 다양한 조합을 갖는 직사각형 복합적층판의 고유진동에하고 있다. 본 연구에서는 수학적으로 완전한 특성직교다항식으로 표현되는 근사변위와 Ritz법을 이용하여 Lagrange 범함수의 정상값을 구하였다. 3차원 모델의 정확성이 무차원 진동수의 수렴도를 검토하여 이루어졌으며, 또한 기존 문헌상의 해석결과와의 비교를 통하여 진동수의 정확성을 검토하였다. 본 논문에서 제시된 3차원 진동수의 결과를 이용하여 복합적층판의 기하 및 재료에 관한 매개변수 즉, 형상비(${\mathcal{a/b}}$), 폭두께비(${\mathcal{a/h}}$), 재료의 직교이방성, 플라이 수(${\mathcal{N}}$), 섬유배향각(${\theta}$) 및 적층순서가 미치는 효과를 설명하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.251-260
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• 2003

원형단면의 깊은 테이퍼봉과 보의 진동수와 모드형상을 결정하는 3차원 해석방법이 제시되었다. 수학적으로 1차원인 전통적인 봉과 보이론과는 달리, 본 연구에서는 3차원 동탄성방정식을 근간으로 하였다. 반경방향(r), 원주방향(θ), 축방향(z)으로의 변위성분인 u/sup r/, u/sub θ/, u/sub z/를 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, r과 z방향으로는 다수다항식의 형태로 표현하였다. 봉과 보의 위치(변형률)에너지와 운동에너지를 정식화하고, 고유치문제를 해결하기 위해 Ritz법을 사용하였으며, 진동수의 최소화과정을 통해 엄밀해의 상위경계치의 진동수를 구하였다. 이때 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 봉과 보의 하위 5개의 진동수에 대해서 유효숫자 4자리까지의 수렴성 연구가 이루어졌다. 축방향으로 1차 직선적, 2차 및 3차 곡선으로 테이퍼된 9가지 형상의 봉과 보의 수치결과를 3차원 이론을 이용하여 최초로 계산하였다. 또한 선형 테이퍼 보의 예를 통해 3차원 Ritz법과 고전적인 1차원 Euler-Bernoulli 보이론과의 비교가 이루어졌다.