It might be true that both experimental and analytic techniques have been developed in the vibration analysis end engineering. It could not be said, however, that the experimental method has been also developed as much as analytic method, such as Finite Element Method One of the reason is that computation time becomes longer and that the solution often diverges depending on the choice of initial value in solving nonlinear equation. The equation in experimental modal analysis is usually composed of the nonlinear term of natural frequency and modal damping ratio, and the linear one of equivalent stiffness. In this study, the nonlinear terms were solved first, and then the linear term was obtained. The experimental modal parameters were estimated, applying the developed experimental modal analysis curve-fitting method to the super-structure model. In addition, the number of modes and modal damping ratio could be easily determined by the developed program with the application of graphical techniques and with easy handling button.
This study investigates vertical vibration control method for railway structure by using vertical vibration control device. The device consists of high stiffness polyurethane spring and friction damper recognized by National Center for Earthquake Engineering Research of USA for durability. To confirm the capacity of vertical vibration control, at first, behavior equation is established by considering correlation among the components. Then, hysteresis curve is drawed from behavior equation. By considering both dynamic behaviors and material nonlinearities, more reasonable behavior of the device can be simulated. After that, the Validity of the vibration control trend is proved by FEM(Finite Element Method).
This paper investigates the optimized parameters of Tuned Mass Dampers (TMDs) for vibration control of high-rise structures including Soil Structure Interaction (SSI). The Artificial Bee Colony (ABC) method is employed for optimization. The TMD Mass, damping coefficient and spring stiffness are assumed as the design variables of the controller; and the objective is set as the reduction of both the maximum displacement and acceleration of the building. The time domain analysis based on Newmark method is employed to obtain the displacement, velocity and acceleration of different stories and TMD in response to 6 types of far field earthquakes. The optimized mass, frequency and damping ratio are then formulated for different soil types; and employed for the design of TMD for the 40 and 15 story buildings and 10 different earthquakes, and well results are achieved. This study leads the researchers to the better understanding and designing of TMDs as passive controllers for the mitigation of earthquake oscillations.
This paper proposes a numerical methodology for capturing the complete curve of a pressuremeter test including initial or disturbed parts and loops through a stiffness-based approach adopted in three dimensional finite difference code, FLAC3D. In order to enable this, a new hyperbolic model was used to replace the conventional linear elastic model prior to peak strength of Mohr-Coulomb soil model and update or degradation of shear modulus was considered. Presented modeling approach and implemented constitutive model are impressively successful. It leads to obtain the whole set of parameters for characterizing sands and seems promising for modeling the most of geotechnical structures.
This paper presents the results of cyclic loading tests on concrete beams reinforced with various reinforcement, including ordinary steel bars, CFRP bars and CFRP prestressed concrete prisms(PCP). The main variable in the test program was the level of prestress and the cross section of PCP. The seismic performance indexes including hysteretic loops, skeleton curve, ductility, energy dissipation capacity and stiffness degradation were analyzed. The results show that the CFRP prestressed concrete prisms as flexural reinforcement of concrete beams has good seismic performance. And the ductility and the energy dissipation capacity were good, the hysteresis loops were full and had large area.
The vibration characteristics of post-buckled laminated composite doubly curved shells are investigated. The finite element method is used for the analysis of post-buckling and free vibration of post-buckled laminated shells. The geometric non-linear finite element model includes the general non-linear terms in the strain-displacement relationships. The shell geometry used in the present formulation is derived using an orthogonal curvilinear coordinate system. Based on the principle of virtual work the non-linear finite element equations are derived. Arc-length method is implemented to capture the load-displacement equilibrium curve. The vibration characteristics of post-buckled shell are performed using tangent stiffness obtained from the converged deflection. The code is first validated and then employed to generate numerical results. Parametric studies are performed to analyze the snapping and vibration characteristics. The relationship between loads and fundamental frequencies and between loads and the corresponding displacements are determined for various parameters such as thickness ratio and shallowness.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.33
no.2
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pp.135-144
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2009
In this present work, spline FEA for the trimmed NURBS surface of the 2D linear elasticity problem is presented. The main benefit of the proposed method is that no additional efforts for modeling of trimmed NURBS surfaces are needed and the information of the trimming curves and trimmed surfaces exported from the CAD system can be directly used for analysis. For this, trimmed elements are searched by using NURBS projection scheme. The integration of the trimmed elements is performed by using the NURBS-enhanced integration scheme. The formulation of constructing stiffness matrix of trimmed elements is presented. In this formulation, the information of the trimming curve is used for calculating the Jacobian as well as for obtaining integration points. The robustness and effectiveness of the proposed method are investigated through various numerical examples.
Composite materials have high specific stiffness, specific strength than existing concrete or steel materials. It has superior dynamic properties when utilizing advantages of material such as Non-corrosive, light weight, non-conducting and it has superior mold ability which can make variable shapes. Thus, in the construction, for using composite materials as construction materials, the study carried out static strength of fiber right angle direction and fatigue performance of FRP deck member. The study is going to deduct S-N curve by analyzing the results comparatively and estimate long-term durability. From now on, the study is going to provide interpretation of FRP member and basic data of design basis, furthermore providing foundation technique of composite materials' application of structural frame is the goal of this study.
Carbon nanotubes (CNTs) have attracted an increasing attention due to their superior mechanical properties and potential application in industries. The strength of CNT has been predicted or calculated through several simulation techniques but actual experiments on stress-strain behavior are rare due to its dimensional limit, nanoscale positioning/manipulation, and instrumental resolution. We have attempted to observe straining responses of a multi-walled carbon nanotube (MWNT) with different growth methods by performing an in-situ tensile testing in a scanning electron microscope. Linear deformation and fracture behaviors of MWNT were successfully observed and its force-displacement curve was also measured from the bending stiffness and displacement of the force sensor and manipulator. We also obtained different tensile load of carbon nanotube with different growth methods.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1995.10a
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pp.769-772
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1995
Most turbo machines, which operate at high speeds, such as gas turbines, jet engines, pumps, and compressors are prone to perrturbing vibrations. The best vibration control method for rotors is to eliminate destabilizing factors. Careful balancing application of "more stable" oil-lubricated bearing, such as tilting pad bearings or use of anti-swirl devices in seals, are examplse of passive vibration control methods. the use of magnetic bearing is an active control method. An obvious advantage of active control is that it provides damping (or modifies system stiffness or other parameters) only when there is a need for that, i.e., in emergency states, while not affecting the rotor normal operational conditions. Moreover, active control methods provide exact position control through on-line control. In this study, a magnetic actuator, digital contrliier using DSP, and bipolar operational power supply/amplifiers were developed to show the effectiveness of reducing robot vibration. Also the curve fitting procedure to obtain the transfer function of frequency dependent component was developed. Results presented in this dissertation will provide a well-defined technical parameters in designing magnetic damper system.er system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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