• 제목/요약/키워드: Stiffness Matrix Condensation

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유연도 영향계수법을 이용한 접촉결합부가 있는 복합구조물의 동적 해석 (Structural Dynamics Analysis of a Clamp Jointed Complex Ream by Using the Flexibility Influence Coefficient Method)

  • 조재혁;김현욱;최영휴
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.528-533
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    • 1995
  • An analyical method is proposed to construct a clamp jointed structure as an equivalent stiffness matrix element in the finite element modal analysis of a complex beam structure. Static structural analysis was first made for the detail finite element model of the clamp joint. Utilizing the results of this analysis, the equivalent stiffness matrix element was buildup by using the flexibility influence coefficient method and Guyan condensation. The proposed method was applied to finite element modal analysis of a clamp jointed cantilever beam. And the finite element analysis results were compared to those experimental modal analysis. Comparison shows doog agreement each other Furthermore the effects of normal contact(or clamping) load on the equivalent stiffness matrix was also examined. The equivalent stiffness matrix showed little change in spite of the remakable increase in the contact load on the clamp joint.

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축약 행렬법을 적용한 차체 결합부 해석 (Application of Condensed Joint Matrix Method to the Joint Structure of Vehicle Body)

  • 서종환;서명원;양원호
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.9-16
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    • 1998
  • The joint characteristics are necessary to be determined in the early stage of the vehicle body design. Researches on identification of joints in a vehicle body have been performed until the recent year. In this study, the joint characteristics of vehicle struct- ure were expressed as condensed forms from the full joint stiffness and mass matrix. The condensed joint stiffness and mass matrix were applied to typical T-type and Edge-type joints, and the usefulness was confirmed. In addition, those were applied to center pillar and full vehicle body to validate the practical application.

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성긴 일반 감쇠행렬을 포함하는 구조물에 대한 효율적인 주파수 응답 계산 방법 (An efficient method for computation of receptances of structural systems with sparse, non-proportional damping matrix)

  • 박종혁;홍성욱
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권7호
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    • pp.99-106
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    • 1995
  • Frequency response functions are of great use in dynamic analysis of structural systems. The present paper proposes an efficient method for computation of the frequency rewponse functions of linear structural dynamic models with a sparse, non-proportional damping matrix. An exact condensation procedure is proposed which enables the present method to condense the matrices without resulting in any errors. Also, an iterative scheme is proposed to be able to avoid matrix inversion in computing frequency response matrix. The proposed method is illustrated through a numerical example.

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강성응축기법을 이용한 국부 비선형 정적 해석 (Local Nonlinear Static Analysis via Static Condensation)

  • 신한섭;오민한;부승환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.193-200
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    • 2021
  • 본 연구에서는 국부 비선형 정적 해석을 효율적으로 수행하기 위하여 강성응축(Static condensation)을 활용한 해석기법을 제시하였다. 강성응축기법은 자유도 기반의 유한요소 모델 축소기법이며, 해석 모델을 관심 대상(Target) 부분과 응축되어 생략될(Omitted) 부분으로 구분한다. 본 연구에서는, 관심 대상 부분에는 비선형 영역, 생략될 부분에는 선형 영역으로 지정하였고, 선형 영역에 대응되는 강성 행렬 및 하중 벡터를 비선형 영역, 즉 관심 대상 부분으로 모두 응축하였다. 모델 응축 후에는 비선형 영역에 대한 강성 행렬 및 하중 벡터만으로 이루어진 축소 모델을 구성하였으며, 이 축소 모델만을 뉴턴-랩슨 반복(Newton-Raphson iteration)을 통해 갱신하여 효율적으로 비선형 해석을 수행하였다. 끝으로, 제안된 기법을 다양한 수치 예제에 적용하여 해석기법의 효율성과 신뢰성을 제시하였다.

정적응축기법을 이용한 부분재해석 알고리즘 (Partial Reanalysis Algorithm with Static Condensation)

  • 김치경;최동인
    • 한국공간구조학회:학술대회논문집
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    • 한국공간구조학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집 제3권1호(통권3호)
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    • pp.175-181
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    • 2006
  • This paper presents an efficient reanalysis algorithm, named PRAS (Partial Reanalysis algorithm using Adaptable Substructuring), for the partially changed structures. The algorithm recalculates directly any displacement or member force under consideration in real time without a full reanalysis in spite of local changes in member stiffness or connectivity. The key procedures consists of 1) partitioning the whole structure into the changed part and the unchanged part, 2) condensing the internal degrees of freedom and forming the unchanged part substructure, 3) assembling and solving the new stiffness matrix from the unchanged part substructure and the changed members.

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고층건물의 효율적인 구조해석 (An Efficient Structural Analysis of Multistory Buildings)

  • 김경호;이동근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.141-153
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    • 1987
  • 고층 건물의 정확한 거동을 구하기 위한 구조 해석은 컴퓨터 적용의 중요한 분야로 취급되어 왔다. 본 논문에서는 건축구조물에 대한 3차원적인 해석방법을 연구하였다. 이 해석 방법은 건물을 각각의 독립된 프레임의 조합체로 보고 해석하므로 매우 효율적이며, 건물의 3차원적인 거동에 관한 고려는 건물이나 하중이 대칭이 아닐 때는 특히 중요하다. 그리고 matrix condensation 기법을 이용함으로써 컴퓨터의 용량과 해석 시간이 상당히 절약되므로 매우 경제적이다. 본 논문의 건물 구조해석 컴퓨터 프로그램 PFS의 정확성과 효율성을 증명하기 위해 여러가지 예제들에 대해서 SAPIV 에 의한 해석 결과와 비교하였다. 그러므로, 본 논문에서 제안한 해석방법은 고층 건물의 구조 설계에서 매우 효율적이라 할 수 있다.

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회전체 베어링계의 불균형 응답을 위한 효율적인 계산 방법 (An efficient method for computation of unbalance responses of rotor-bearing systems)

  • 홍성욱;박종혁
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권9호
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    • pp.137-147
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    • 1995
  • The unbalance response analysis is one of the essential area in the forced vibration analysis of rotor-bearing systems. Local bearing parameters in rotor-bearing systems are the major sources which give rise to a difficulty in unbalance response computation due to the complicated dynamic properties such as rotational speed dependency and anisotropy. In the present paper, an efficient method for unbalance responses is proposed so as to easily take into account bearing parameters in computation. An exact matrix condensation procedure is proposed which enables the present method to compute unbalance responses by dealing with condensed, small matrices. The proposed method causes no errors even though the computation procedure is based on the small matrices condensed from the full matrices. The present method is illustrated through a numerical example and compared with the conventional method.

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일반화된 부분강절을 갖는 뼈대구조물의 안정성 및 P-Δ 해석 (Stability and P-Δ Analysis of Generalized Frames with Movable Semi-Rigid Joints)

  • 민병철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.409-422
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    • 2013
  • 부재간의 연결조건에 따른 다양하고 복잡한 강구조물의 P-${\Delta}$ 해석 및 좌굴 거동특성을 파악하기 위하여, 본 연구에서는 부재의 연결이 회전 및 이동스프링으로 구성된 부분강절(semi-rigid) 뼈대요소의 일반화된 접선강도 행렬을 유도하였고 이로부터 다시 Taylor 전개를 적용하여 탄성강도 행렬과 기하학적 강도행렬을 일반화된 형태로 제시하였다. 이를 위하여, 보-기둥부재의 좌굴조건을 만족시키는 처짐함수로부터 안정함수(stability function)를 유도하였고, 횡변위(sway)를 고려한 힘-변위관계와 적합조건을 고려하여 엄밀한 부분강절 뼈대요소의 접선강도행렬을 제시하였다. 다양한 수치해석 예제에 대해 타 연구자의 해석 결과 및 본 연구의 선형 및 비선형 해석이론을 통한 좌굴해석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성과 부분강절 뼈대구조물의 좌굴거동 특성을 제시하였다.

내연 발전용 대형 디젤 엔진-발전기 축계의 종-비틈 연성진동 해석 (Coupled Axial and Torsional Vibration Analysis in Large Diesel Engines and Generators for Stationary Power Plants)

  • 박희주;박종포
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1040-1045
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    • 2000
  • This paper presents results of coupled axial and torsional vibration analysis of shafting system in large diesel engines and generators for stationary power plants. Axial vibration of the shafting system takes place due to mainly torsional deformation or vibration and breathing effect of crank throws, caused by cylinder gas forces and reciprocating inertia of the engine. Cross-coupled stiffness matrix of the crank throws is calculated employing a finite element model of the crank throw and a static condensation method. Forced response analysis of the shafting system is performed using the calculated stiffness matrix and derived governing equations.

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강성등가하중의 정의와 응용 (Definition and Application of Equivalent Load for Stiffness)

  • 김치경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.303-312
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    • 2006
  • 본 연구에서는 요소의 추가 및 제거 또는 부분적인 강성 변경이 있을 때, 이러한 강성 변경이 전체 구조물의 거동에 미치는 영향을 하중으로 표현한 강성등가하중을 제안한다. 강성등가하중에 의한 재해석은 초기 구조물을 대상으로 하므로 이미 계산된 강성행렬 및 역행렬을 다시 사용할 수 있어 재해석 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 강성등가하중의 개념을 정의하고 간단한 병렬 스프링 구조물을 이용하여 강성등가하중 산정 가능성에 대하여 우선 기술한다. 다음으로 일반적인 골조 구조물에서 강성 변경에 대한 강성등가하중 산정 절차를 제안하고, 마지막으로 몇몇 강성 변경 사례에 대한 강성등가하중 산정 및 해석결과를 제시함으로써 제안된 기법을 검증한다. 강성등가하중은 향후 비선형해석, 구조물 거동및 응력 제어 등 다양한 문제에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.