• 제목/요약/키워드: Ritz 법

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에너지법을 이용한 보강된 박판의 안정성해석 (Stability Analysis of Stiffened Thin Plates Using Energy Method)

  • 김문영;민병철
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제8권3호통권28호
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    • pp.55-65
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    • 1996
  • For stability analysis of stifened rectangular thin plates with various boundary conditions, Ritz method is presented. An energy method is especially useful in those cases where a rigorous solution of the diferential eqution is unknown or where we have a plate reinforced by stiffeners and it is required to find only an approximate value of the critical load. The strain energy due to the plate bending and the work done by the in-plane forces are taken into account in order to apply the principle of the minimum potential energy. The buckling mode shapes of flexural beams with various boundary conditions are derived, and shape functions consistent with the given boundary conditions in the two orthogonal directions are chosen from those displacement functions of beams. The matrix equations for stability of stiffened rectangular thin plates are determined from the stationary condition of the total potential energy. Numerical example for stability behaviors of horizontally and vertically stiffened plates subjected to uniform compression, bending and shear loadings are presented and the obtained results are compared with other researchers' results.

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독립좌표연성법을 이용한 여러 개의 직사각형 구멍을 갖는 직사각형 평판의 자유진동해석 (Free Vibration Analysis of Rectangular Plate with Multiple Rectangular Cutouts by Independent Coordinate Coupling Method)

  • 곽문규;송명호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권9호
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    • pp.881-887
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    • 2007
  • This paper is concerned with the vibration analysis of a rectangular plate with multiple rectangular holes. Even though there have been many methods developed for the addressed problem, they suffer from computational time. In this paper, we applied the Independent Coordinate Coupling Method(ICCM) to the addressed problem, which was developed to compute natural vibration characteristics of the rectangular plate with a rectangular hole and proven to be computationally effective. The ICCM is based on Rayleigh-Ritz method but utilizes independent coordinates for each hole domain. By matching the deflection conditions for each hole imposed on the expressions, we can easily derive the reduced mass and stiffness matrices. The resulting equation is then used for the calculation of the eigenvalue problem. The numerical results show the efficacy of the Independent Coordinate Coupling Method.

유용방향법에 의한 고유진동수 최적화 (Frequency Optimization Using by Feasible Direction Method)

  • 조희근;박영원
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2000년도 추계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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    • pp.410-415
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    • 2000
  • In this paper feasible direction method which is one of the optimization method is adopted to natural frequency optimization. In order to find the optimum design of structures that have characteristic natural frequency range, a numerical optimization method to solving eigenvalue problems is a widely used approach. However most cases, it is difficult to decide the accurate thickness and shape of structures that have allowable natural frequency in design constraints. Parallel analysis algorithm involving the feasible direction optimization method and Rayleight-Ritz eigenvalue solving method is developed. The method is implemented by using finite element method. It calculated the optimal thickness and the thickness ratio of each element of 2-D plane element through the parallel algorithm method which satisfy the design constraint of natural frequency.

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코리올리 효과에 의한 반구형 진동 구조물의 세차계수 (Bryan's Factor of a Hemispherical Resonator due to Coriolis Effect)

  • 이희남;박상진;세르게이 사라플로프;한순우;박진호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.457-460
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    • 2014
  • 세차계수는 플랫폼의 각속도 혹은 회전각에 대한 공진기에 형성되는 탄성 정상파의 각속도 혹은 회전각의 비율로 정의된다. 본 논문에서는 코리올리 효과에 의한 반구형 공진기의 세차계수에 대한 연구를 레일리-리츠법과 라그랑지안 역학을 이용하여 수행하였으며 쉘의 중립면이 레일리 모드 변형을 한다는 조건을 적용하였고 계산 결과를 이전 연구자들의 결과들과 비교하였다.

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개선된 콤포넌트 모드법을 이용한 거대구조물의 동적해석 (Dynamic analysis for complex structures using the improved component mode method)

  • 심재수;박명균
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1993년도 봄 학술발표회논문집
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    • pp.37-44
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    • 1993
  • There are a lot of linear dynamic analysis methods for complex structures. Each method has advantages and shortcomings. Method of dynamic analysis for complex structure is selected considering characteristics of dynamic loading, computer facility available number of degree of freedem and accuracy of results. It is a main point of view to get economical results rather then accurate ones for analysis of general complex structures, Mode superposition method and direct integration method are generally used. However, the characteristics of load is not considered in mode superpositon method, the personal computer cannot be used in direct integration methods. To over-come these shortcomings, the component mode method incorporating Ritz algorithm updated is proposed to solve economically dynamic behavior of the structures. The purpose of study is a formulation of algorithm, and computer programing suitable for dynamic analysis of the complex structure in personal computer environment.

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구형 캡이 결합된 외팔 원통 쉘의 고유진동 해석 (Free Vibration Analysis of a Circular Cylindrical Shell with a Spherical Cap)

  • J.S. Yim;D.S. Sohn
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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    • pp.355.2-355
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    • 2002
  • The receptance method was applied for the analysis of a cylindrical shell with a spherical cap attached at an arbitrary axial position of the shell. The boundary condition of the shell considered here was clamped-free condition. Before the analysis of the shell/spherical cap combined structure, natural frequencies of the cap and the shell were calculated separately and then they were used in the calculation of the frequencies of the combined structure by the receptance method. (omitted)

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구조-음향 연성 평판 구조물의 음향전달 특성에 관한 연구 (A Study on The Sound Transmission Properties of Sound-Structure Interaction Plate Structure)

  • 오재응;이동익;조준호;송재은;도중석
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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    • pp.56-61
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    • 1995
  • 많은 공학자들은 기계 재료의 종류 및 형태에 따른 정적, 동적 특성 연구를 수행해 왔다. 특히 산업적으로 그 활용도가 높은 평판 재료에 대한 진동 특성 연구는 많이 이루어졌다. 최근에는 진동 특성을 해석하는 방법도 부분구조합성법, 감도해석법 등의 방법으로 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편 평판의 진동이 공기와 같은 매질로 상호 작용을 하며, 막힘이 없는 공간으로 음향을 방사하는 현상에 대한 연구도 이루어지고 있다. 그러나 평판 재료를 사용하여 기계 구조물을 제작하는 경우 많은 경우에 구조물간 결합에 의해 폐공간이 형성되고 이러한 폐공간에 의해 평판의 진동이 구조-음향 연성 현상이 발생되고, 이에 따라 평판의 진동 특성도 달라지게 된다. 이러한 구조-음향 연성에 대한 연구는 1978년 Wayne B.McDonald와 C.Kearney Barton, 1979년 R.Vaicatis에 의해 폐공간 내로의 음향 전달 현상을 연구하며 이루어졌다. 최근에 연구 동향은 이장명의 FEM과 BEM을 이용한 폐공간 내로의 음향 전달 현상을 연구하였고, V.B.Bokil에 의해 구조-음향 연성된 평판의 모드 해석 방법이 연구되었다. 한편 V.Martin에 의해 능동 소음 제어의 모델링을 좀더 정확히 하기 위해 구조 연성계를 고려한 연구도 수행되었다. 연구 결과 구조-음향 연성에 의한 평판의 고유진동수 변화를 구하였고 이 때에 경계조건을 만족하는 직교다항식을 이용한 Rayleigh-Ritz 방법을 이용하였다. 또한 이러한 해석은 실험과도 매우 잘 일치함을 알 수 있었다.

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전단변형이론 및 미분구적법을 이용한 곡선보의 내평면 진동해석 (In-Plane Vibration Analysis of Curved Beams Considering Shear Deformation Using DQM)

  • 강기준;김병삼
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.793-800
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    • 2006
  • 곡선보(curved beam)의 회전관성(rotatory inertia) 및 전단변형(shear deformation)을 고려한 평면내(in-plane) 자유진동을 해석하는데 미분구적법(DQM)을 이용하여 고정-고정 경계조건(boundary conditions)과 다양한 굽힘각(opening angles)에 따른 진동수(frequencies)를 계산하였다. DQM의 결과는 엄밀해(exact solution) 또는 다른 수치해석(Rayleigh-Ritz, Galerkin 또는 FEM) 결과와 비교하였으며, DQM은 적은 요소(grid points)를 사용하여 정회한 해석결과를 보여주었다.

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용접된 보강판의 압축 최종 강도의 간이 해석법 (A Simplified Approach to the Analysis of the Ultimate Compressive Strength of Welded Stiffened Plates)

  • 장창두;서승일
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.141-154
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    • 1993
  • 본 논문에서는 주변 단순 지지된, 용접된 편면 보강판의 압축 최종 강도를 구하는 간략한 방법을 제안하고자 한다. 우선, 용접에 의한 변형 및 잔류응력과 같은 초기결함을 간략한 방법으로 추정하고, 이 초기결함이 존재하는 보강판의 붕괴 양식을 가정하여, 각 양식에 대해 최종 강도를 구하고, 여러 붕괴 하중에 때해 최소치를 택함으로 보강판의 붕괴 하중을 얻는다. 보강판이 최종 강도 상태에 달하기까지 붕괴 과정을 다음과 같이 가정한다. (1) 보강판의 전체 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (2) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 전단면 항복에 의한 전체 붕괴 (3) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (4) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴 붕괴 하중 계산을 위해 Rayleigh-Ritz 법에 기초한 탄소성 대변형 해석을 수행하고, 소성 붕괴선을 가정한 소성 해석을 수행하여 탄성 해석선과 소성 해석선의 교점을 최종 강도로 택한다. 본 방법을 비선형 유한요소법과 비교해 보면 극히 짧은 계산 시간에 양호한 결과를 산출한다는 것을 알 수 있다. 본 방법에 의한 해석 결과를 통해 판재의 국부 거동에 미치는 보강재의 비틂 강성의 효과를 고찰하였고, 보강재의 굽힘에 의한 전체붕괴와 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴의 기준이 되는 보강재의 형상을 제시할 수 있었다.

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라미네이트 복합재 판의 저속 충격 손상 모델링 (Modeling of Low Velocity Impact Damage in Laminated Composites)

  • 공창덕;이정환
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.240-244
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    • 2005
  • In this study a simple model is developed that predicts impact damage in a composite laminate using an analytical model. The model uses a non-linear approximation method (Rayleigh-Ritz) and the large deflection plate theory to predict the number of failed plies and damage area in a quasi-isotropic composite circular plate (axisymmetric problem) due to a point impact load at its centre. It is assumed that the deformation due to a static transverse load is similar to that occurred in a low velocity impact. It is found that the model, despite its simplicity, is in good agreement with FEM predictions and experimental data for the deflection of the composite plate and gives a good estimate of the number of failed plies due to fibre breakage. The predicted damage zone could be used with a fracture mechanics model developed by the second investigator and co-workers to calculate the compression after impact strength of such laminates. This approach could save significant running time when compared to FEM solutions.

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