• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.18 no.5
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• pp.615-624
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• 2006

In the present paper, an extended composite beam theory that has no restriction on the lay-up and can account for Poisson effect which is significant for composite materials is proposed. Buckling equations for composite thin-walled members which are subjected to axial compression are derived based on the composite beam theory. In order to check the validity of the derived buckling equations, the results of experiments on the flexural-torsional buckling of vinylester/E-glass and polyester/E-glass pultruded T-section members and the flexural buckling of vinylester/E-glass pultruded H-section members are used as numerical examples. The comparison of the analytical results to the experimental and FE analysis results reveals that the proposed buckling equations predict the buckling loads of pultruded members conservatively by about 7%.

• Composites Research
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• v.14 no.2
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• pp.43-49
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• 2001

The characteristics of smart skin for wireless LAN system under compression load are investigated. The smart skin structure is composed of 3 layers of face material and 2 layers of core material. Theoretical formula for determining buckling load is derived by Rayleigh-Ritz method and compared with experimental result. The maximum length of specimen that buckling does not occur is determined by assuming that the compression load is sustained by only face material. In the experiment, if buckling occurs obviously then it follows the theoretical result well. In the process of buckling, the load supporting capability and the antenna property such as radiation pattern and reflection coefficient were examined.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.21 no.7
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• pp.622-628
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• 2011

The purpose of this study was to analyze the vibro-acoustic characteristics of a stiffened rectangular plate at high frequencies. The stiffeners attached along the plate surface were assumed to have rotational and translational stiffness and inertia. The harmonic response of the stiffened plate were predicted and compared using the Rayleigh-Ritz method with two different trial functions - polynomial and beam functions. The variation of the spatially averaged mean square velocity and the modal characteristics with the number of stiffeners were obtained. The use of the beam function ensured fast convergence which was essential for analyzing the high frequency vibration responses. Using the calculated modal characteristics and the Rayleigh-integral, the radiated sound power was predicted, and the effects of stiffeners were investigated. The proposed model can be applied to study optimal layout of stiffeners for minimal noise generation of the stiffened structures.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.16 no.3
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• pp.251-260
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• 2003

A three dimensional (3-D) method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies and mode shapes of deep, tapered rods and beams with circular cross section. Unlike conventional rod and beam theories, which are mathematically one-dimensional (1-D), the present method is based upon the 3-D dynamic equations of elasticity. Displacement components u/sup r/, u/sub θ/ and u/sub z/, in the radial, circumferential, and axial directions, respectively, are taken to be sinusoidal in time, periodic in , and algebraic polynomials in the r and z directions. Potential (strain) and kinetic energies of the rods and beams are formulated, the Ritz method is used to solve the eigenvalue problem, thus yielding upper bound values of the frequencies by minimizing the frequencies. As the degree of the polynomials is increased, frequencies converge to the exact values. Convergence to four-digit exactitude is demonstrated for the first five frequencies of the rods and beams. Novel numerical results are tabulated for nine different tapered rods and beams with linear, quadratic, and cubic variations of radial thickness in the axial direction using the 3D theory. Comparisons are also made with results for linearly tapered beams from 1-D classical Euler-Bernoulli beam theory.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.29 no.3
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• pp.140-148
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• 1992

The free vibration problem of symmetrically laminated composite rectangular plates is formulated based on anisotropic thick plate theory including the effects of shear deformation and rotary inertia. Considering the difficulty of obtaining closed-form solutions, Rayleigh-Ritz analysis using polynomials having the property of Timoshenko beam functions as trial functions is adopted. The boundary conditions elastically restrained against rotation are accomodated as well as classical boundary conditions. From the results of numerical studies, the validity of the present method is verified. And it is also found that the adoption of thick plate theory for the vibration analysis of laminated composite plates is essential because of the relatively large shear deformation effect, and that the convergence of the Rayleigh quotient to the stationary value is less rapid in anisotropic composite plates than that in the orthotropic ones due to more complicated mode shapes of the former.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.1044-1056
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• 1991

본 연구에서는 균일압축력을 받으며 네변이 단순지지된 비균일 두께를 가진 평판의 좌굴응력을 Rayleigh-Ritz방법으로 해석하여 평판두께를 적절히 분포함으로써 동일한 평판중량으로 더 큰 좌굴하중을 얻을 수 있음을 보이며 또한 동일한 문제를 NASTRAN프로그램을 사용하여 해석함으로써 그 정확도를 입증한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.67-72
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• 1995

본 연구에서는 섬유강화 복합재료로 구성된 항공기 날개를 외팔보 형태 구조물로 모델링하고 동특성 해석을 위해 횡전단변형 이론과 고전 적층판 이론을 적용, Rayleigh-Ritz 방법에 의한 진동해석을 수행한뒤 진동 발생시 효과적으로 제어할 수 있는 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 동특성 향상을 정량적으로 제시하였다. 진동을 제어하기 위한 방법으로서 수동적, 능동적 방법을 모두 사용하고 있는데, (보다 자세한 사항은 참고문헌[12] 참조) 본 연구에서는 TMD(Tuned Mass Damper)를 사용하지 않고 복합소재 구조물의 성질을 이용한 탄성배열설계(Structural Tailoring)로 수동적 의미의 면진효과를 거둘 수 있게 하였다. 능동 제어의 경우 되먹임(feedback) 제어기를 이용, 이산(discret) 작동기(actuator)를 통하여 외팔보의 휨 및 비틀림 모우드를 함께 제어하여 효과적인 제어기를 설계하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.34 no.3
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• pp.219-226
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• 2015

In this paper, derivation of the STL (Sound Transmission Loss) of a square plate installed in an impedance tube is discussed using an analytic method. Coupled motion of the plate vibration and acoustic field is considered. Vibration of the plate and pressure field inside the tube are expressed in terms of the infinite series of modal functions. Under the plane wave assumption, it is shown that consideration of the first few modes yields sufficiently accurate results. When the boundary of the plate is clamped, vibration mode is assumed as a multiplication of the beam modes corresponding to the crosswise directions. The natural frequencies of the clamped plate are calculated using the Rayleigh-Ritz method. It is found that the STL shows a dip at the lowest natural frequency of the plate, and increases as the frequency decreases below the natural frequency. Comparison of the result in this paper with the STL obtained by measurements and FE computations in the reference shows an excellent agreement.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.3
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• pp.33-35
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• 1994

본 고에서는 선체국부팬널의 대종을 이루고있는 판요소, 보강판, 복판팬널 및 복합재료적층판의 진동특성을 구하는 근사방법으로서 주로 Rayleigh-Ritz방법을 적용한 연구결과들을 정리하였다. 이를 통해 향후 추가로 연구가 이루어져야 할 내용을 다음과 같이 도출하였다 1) 팬널주위의 경제조건으로서 탄성구속을 고려 할 수 있도록 정식화는 이루어져 있으나 실제 선체 팬널의 탄성구속도를 구하는 방법이 정립되어 잇지 못하기 때문에 해석결과의 정도 문제가 발생한다. 따라서 해석정도의 향상을 위해 실제 선체팬널의 탄성구속도에 대한 연구가 수행되 어야 하며, 이와 같은 연구는 조선소에서 이루어지는 것이 타당한 것으로 사료된다. 2) Mindlin 판, 복합판널, 복합재료적층판에 대한 정식화에서 경제조건이 회전방향탄성고속만 고려되고 힁방향 변위는 고정되어 자유와 단순지지 사이의 경제조건은 고려될 수 없으므오 이 에대한 보완 연구가 이루어져야 한다. 3) 본 고에서는 접수효과에 대한 연구결과의 소개는 없었으나, 이에대한 현재까지의 연구는 주로 평판에 대해 이루어졌다. 화물창내 국부판널 또는 이중저의 진동해석을 정도 노ㅍ게 수행하기 위해서는 보강판 및 복판팬널의 접수효과에 대한 연구가 적극적으로 이루어져야 한다.

• Journal of the KSME
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• v.20 no.3
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• pp.211-217
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• 1980

탄성학문제의 엄밀해는 응력의 평형방정식과 변형의 적합조건식 또는 이들을 조합한 탄성의 기 초방정식을 만족하며, 주어진 경계조건을 만족하는 해를 구해야 하겠지만, 문제에 따라서는 그 엄밀해를 구하기가 곤란하거나 또는 아주 복잡하므로 엄밀해에 가까운 근사해를 구하는 것이 편리할 때가 있다. 본강좌에서는 극소 energy 정리와 ritz의 근사계산법을 결합하여 탄성문제의 근사해를 구하는 방법을 설명하고자 한다. 강좌의 처음에는 삼차원에서의 변형 energy와 외력의 일(work)을 유도하고, 이들 사이의 관계로부터 일반국소 energy 정리를 정의한 다음 이 정리가 실제문제에 어떻게 응용될 수 있는가를 보이는 응용예를 주로하여 진행해 보려한다. 이때의 응 용예로 서는 재료역학에서 이미 눈에 익은 기초적 문제를 주로 다루어 보려한다. 재료역학에서의 탄성문제의 해는 정정인 문제와 불정정인 문제를 따로 분류하며, 불정정인 문제의 해는 정역학의 평형방정식과 변형의 적합방정식을 연립으로 하여 해결하든가, 중첩법을 적용하므로서 일반적 으로 상당히 복잡한 해가 되는 것이 보통인데, 본강좌에서 기술하는 방법은 정정 불정정의 문 제를 구별할 필요가 없이 같은 방법이 적용되며 어떤 면에서는 불정정의 문제가 정정의 문제보다 그 해가 간편히 구해질 수 있다는 장점이 있는 것이다.