Vibration is expected to occur in microtubules as tubular heterodimers. They oscillate like electric dipoles. Several research studies have estimated a frequency of vibration using the orthotropic model, a beam or rod like models and shell models, considering the surface forces. The effects of body forces on the dynamics of the microtubules were not yet taken into account. This study seeks to capture the body force effects on the vibration modes generated and on the corresponding frequency for microtubules. An orthotropic elastic shell model for the structural details of microtubules is used for the analysis. The tests are conducted out for microtubules, exposed to electro-magnetic and gravitational forces, the transverse vibration, radial mode vibration, and axial mode of vibration have accomplished. We therefore, evaluate and compare microtubules' frequencies with prior results of vibration frequency without the effects of body force.
The application of neutron noise analysis (NNA) to the ex-core neutron detector signal for monitoring the vibration characteristics of a reactor core support barrel (CSB) was investigated. Ex-core flux data were generated by using a nonanalog Monte Carlo neutron transport method in a simulated CSB model where the implicit capture and Russian roulette technique were utilized. First and third order beam and shell modes of CSB vibration were modeled based on parallel processing simulation. A NNA module was developed to analyze the ex-core flux data based on its time variation, normalized power spectral density, normalized cross-power spectral density, coherence, and phase differences. The data were then analyzed with a fuzzy logic module to determine the vibration characteristics. The ex-core neutron signal fluctuation was directly proportional to the CSB's vibration observed at 8Hz and15Hzin the beam mode vibration, and at 8Hz in the shell mode vibration. The coherence result between flux pairs was unity at the vibration peak frequencies. A distinct pattern of phase differences was observed for each of the vibration models. The developed fuzzy logic module demonstrated successful recognition of the vibration frequencies, modes, orders, directions, and phase differences within 0.4 ms for the beam and shell mode vibrations.
본 논문에서는 미소 비대칭 원통쉘의 맥놀이 음 방사 특성을 해석적으로 검토한다. 미소 비대칭 원통쉘은 한국종의 특징인 맥놀이 현상을 설명할 수 있는 유용한 모델이다. 축대칭 구조물에 부가된 미소 비대칭성은 매우 근접한 주파수 쌍을 만들며, 이 주파수 쌍의 간섭으로 맥놀이 현상이 생긴다. 본 연구에서는 맥놀이 음 방사의 해석적인 모델을 이용하여 방사 음장을 결정하고, 방사 음의 맥놀이 지도를 이용하여 방사 방향 및 거리에 따른 맥놀이 음의 변화특성을 검토하였다. 이론 모델에 의한 해석결과는 경계 요소법에 의한 결과와 비교하여 신뢰도를 검증하였다.
In this paper, basic micro-mechanical properties of unidirectional CFRP composite shell such as bonding strength, fiber volume fraction and void fraction are measured and tensile strength test is performed with a fixture. And then fracture surfaces are observed by SEM. In case of basic micro-mechanical properties, bonding strength is reduce with decreasing of radius of each ply in a shell for the effect of residual stress, fiber volume fraction is smaller than plate, and void fraction is vise versa. For these reason, tensile strength of shell is smaller than plate fabricated with same prepreg. For failure mode shell has many splitted part along its length, and it is assumed that this phenomenon is caused by the difference of bonding strength for residual stress.
The continuous circular cylindrical shells are widely used for the high performance structures of aircraft, spacecraft, missile, nuclear fuel rod shell and so on. In this paper, a method for the vibrational analysis of the continuous circular cylindrical shells with the clamped-clamped supports at two end edges is developed by using the modal expansion method. Forces and/or moments acting on the shell surface are expressed in terms of the Dirac Delta Function. Frequency equation of the continuous shell is also derided by the application of the equilibrium of forces and the continuity of displacements at the boundary. Natural frequencies of the continuous shell are calculated numerically with mathematica 3.0 and they are compared with FEM results from the ANSYS 5.3 to improve the reliability of analytic solutions. Mode shares obtained by the FEM are Presented in this paper.
Generally, noise in a reciprocating compressor is attributed to the driving force of a pump. However, close examination shows that the noise heard by customers finally results from radiation of a shell in a compressor, the noise caused by both transmission through a shell and resonance with the natural frequency of a shell. Therefore, the peak frequencies contributing to the overall level of a compressor' noise are closely concerned with vibration of a shell. That's why radiated noise by vibration can be reduced by changing the mode of a shell and by shifting the peak frequencies to other ranges, which are not globally related with the overall noise level. In this paper, the main peak frequencies are analyzed to reduce the radiated noise of a shell, and the vibration characteristics of a shell are examined through Frequency Response Function and Finite Element Analysis. Moreover, the Operational Deflection Shape for a shell is measured with consideration of real driving force of a pump. Finally, the optimum position on a shell, closely related to the main peak frequencies, is found, and the overall noise level caused by radiated noise of a shell is noticeably reduced by mass or stiffness modification of the position.
This paper is concerned with the active vibration control experiment on cylindrical shell equipped with Macro Fiber Composite(MFC) actuators. The MFC actuators were glued to the cylindrical shell in circumferential directions. To verify the theoretical result, vibration test using impact hammer and accelerometer was carried out. It was found from experiments that theoretical result predicts experimental result to some extent. The positive position feedback controllers were designed and applied to the test article. It was observed that the resonant amplitude of the fundamental mode was reduced by 20dB thus achieving active vibration control. The active vibration control of the response subject to non resonant excitation has been of interest. We developed the combination of the positive position feedback controller which can cope with the fundamental mode and the positive position feedback controller which can counteract the external disturbance with non resonant frequency. It was found from experiments that the hybrid controller can suppress the vibration amplitude successfully.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제10권6호
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pp.711-729
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2018
This paper reports on the experimental investigations on the failure modes of ring-stiffened cylinder models subjected to external hydrostatic pressure. Nine models were welded from general structural steel. The shells were initially formed by cold-rolling, and flat-bar ring frames were welded to the shell. The hydrostatic pressure tests were conducted by using water as the medium in pressure chambers. The details of the preparation and main test were briefly explained. The investigation identified the consequence of the structural failure modes, including: shell yielding, local shell buckling between ring stiffeners, overall buckling of the shell together with the stiffeners, and interactive buckling mode combining local and overall buckling. In addition, the ultimate strengths were predicted by using existing design codes. Non-linear numerical computations were also conducted by employing the actual imperfection coordinates. Finally, accuracy and reliability of the predictions of design formulae and numerical were substantiated with the test results.
The receptance method was applied for the analysis of a cylindrical shell with a curvaturated plate attached at the top of the shell. The boundary conditions of the shell considered here were clamped at the bottom and free at the top of the shell. Before the analysis of the shell/plate combined structure, the natural frequencies of the plate 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. The frequency equation of the combined structure was derived from the continuity condition at the junction of the shell and the plate. The frequencies for various curvature factors of the plate were presented and compared with those from ANSYS to show its validity of the present method.
보강된 판 및 쉘구조의 기하학적 비선형해석을 수행하기 위하여, total lagrangian formulation에 근거한 증분 평형방정식을 적용하고, 강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켜 기하학적 비선형 해석시 해의 수렴성을 향상시켰으며, 보강된 쉘 구조의 해석시 보강재를 쉘 요소로 모델링하고 주부재와 보강재의 연결점에서 일반적인 변환관계를 이용하였다. 등매개 쉘 유한요소의 단점인 locking 현상을 극복하기 위하여 가정 변형률장을 적용하여 감차적분 또는 선택적분시 나타날 수 있는 제로 에너지 모드를 제거하였다. 수치해석 예제를 통하여 가정 변형률장에 근거한 쉘유한요소에 대한 효율성 및 적용성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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