• Title/Summary/Keyword: Timoshenko보

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The Stability Analysis of Timoshenko Beam-Column on Pasternak Foundation (Pasternak지반 위에 놓인 Timoshenko보-기둥의 안정해석)

  • Lee, Yong-Soo;Lee, Byoung Koo;Kim, Sun Gyun
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.13 no.1
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    • pp.91-100
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    • 2001
  • This paper is to analyze the stability of Timoshenko beam-column on Pasternak foundation, with the extensional and the rotational spring at center point of span by Finite Element Method. To verify this Finite Element Method, the results by the proposed method are compared with the existing solutionsof Timoshenko beam-column without the extensional and the rotational spring and the shear foundation. The dynamic stability regions are decided by the dynamic stability analysis of Timoshenko beam-column on Pasternak foundation with the extensional and the rotation spring at center point of span.

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Vibration Analysis of Mindlin Plates Using Polynomials Having the Property of Timoshenko Beam Functions (Timoshenko보함수 성질을 갖는 다항식을 이용한 Mindlin판유추 구조계의 진동해석)

  • J.H. Chung;T.Y. Chung;K.C. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.29 no.1
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    • pp.158-172
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    • 1992
  • In ships and offshore structures, there are many local structures formed of thick plates and/or having the form of double wall panels. For the vibration analysis of such a kind of structures, Mindlin plate theory which includes the effects of shear deformation and rotary inertia is usually adopted. In this paper, the vibration and dynamic sensitivity analysis of Mindlin plates having the boundary conditions elastically restrained against rotation have been accomplished using the Rayleigh-Ritz method. Polynomials having the property of the Timoshenko beam functions are introduced and used as trial functions in the spatial representation of the deflection and rotations of cross sections in two directions of the plates. The results obtained by the introduced polynomials gave nearly the same numerical results as those by the Timoshenko beam functions with the remarkable reduction of computational efforts especially in the dynamic sensitivity analysis.

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Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Column using Timoshenko Beam Theory and Fiber Section Model (Timoshenko보 이론 및 층상화 단면모델을 이용한 RC 기둥의 비선형 유한요소해석)

  • Park, Soon Eung;Park, Moon Ho;Kwon, Min Ho
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.4A
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    • pp.577-585
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    • 2006
  • In this research, nonlinear Timoshenko beam element that is able to capture nonlinear shear deformation is developed. The proposed model shows more reasonable prediction than Bernoulli beam theory in short columns or strong shear column due to the consideration of shear deformation. The cross-section is modeled as fiber approach. Since the model is based on the fiber approach for section discretization, the plastic progress of the section can be traced and the coupling effect of the axial and flexural response. The developed element is implemented into the finite element program to analysis general reinforced concrete structures. As parametric study, reinforced concrete columns are analyzed and compared with experimental results, analyzed the property of behavior for reinforced concrete columns.

Vibration Analysis of Frame Structural Systems by the Receptance Method (Receptance 방법에 의한 골조구조계의 진동해석)

  • S.Y. Han;K.C. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.28 no.2
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    • pp.174-186
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    • 1991
  • There exist many frame structural systems which may be regarded as a combined structural system composed of beam/bar elements and attachments reducible to damped spring-mass systems. In this paper, analytical methods based on the receptance for the vibration analysis of such a system are presented. For the free vibration analysis and response calculations to point excitations, receptances of a uniform Timoshenko beam and a bar are derived in closed and spectral forms, and the method to obtain the system receptance by synthesizing the receptances of the elements and other subsystems is presented. The system damping property is also obtainable by sysnthesizing the components' damping properties. For calculations of the system responses to support motion, the Support Displacement Transfer Ratio(SDTR) of a uniform Timoshenko beam and a bar conceptually similar to the receptance is defined, and the method of synthesizing them with other subsystems' receptances is also presented. Such a method is very convenient especially in dynamic reanalysis subject to changes of some design variables.

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Two Dimensional Vibration Analysis of Cranck Shaft by Using Transfer Matrix Method (전달매트릭스법을 이용한 크랭크축의 2차원 진동해석)

  • 김광식;오재응;김만복
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.2
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    • pp.455-462
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    • 1991
  • This paper present an analysis method of crankshaft of four cylinder internal combustion engine for studying dynamic characteristics of the shaft. For simple analysis, uniform sections of journal, pin and arm parts were assumed. Transfer Matrix Method was used, considering branched part and coordinate transformation part. Natural frequencies, natural modes and transfer functions of crank shaft were investigated based upon the Timosenko beam theory: It was shown that the calculated natural frequencies, modeshapes agree well with the experimental results.

공작기계용 고속주축계의 동특성해석

  • 조정준;김석일;최대봉
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1993.04b
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    • pp.131-136
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    • 1993
  • 일반적으로 공작기계 주축계에 대해서 요구되는 기본적인 항목들로는 고강성, 고감쇠, 고회전정밀도, 저발열, 장수명 등이 있다. 최근에는 이러한 기능들과 함께 가공능률과 가공정밀도의 향상을 도모하기 위해서 고속절삭을 실현햐ㄹ 수 있는 공작기계 주축계의 고속화, 즉 고속 주축계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 고속주축계의 동특성을 체계적으로해석하기 위해서 주축회전수의 영향을 고려한 유한요소모델(finite element model)을 도입하였다. 특히 주축은 세장비가 비교적 자기 때문에 Timoshenko보 이론으로, 베어링은 유한한 폭을 가지고 있기 때문에 반경방향 외에도 모멘트방향의 강성 및 감쇠특성을 가지고 있는 것으로 모델화 하였다. 그리고 고속주축계의 설계조건들을 도출하기 위해서 동특성 해석결과들로 부터 고속주축계의 모드매개변수들인 고유진동수와 감쇠비에 대한 주축 회전수, 베어링의 지지특성, 베어 링의 간격, 주축재료의 내부감쇠율 등의 영향을 고찰하였다.

모터내장형 주축의 동특성 해석

  • 조정준;김석일;최대봉
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.91-95
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    • 1992
  • 현재 대부분의 공작기계에서는 모터의 동력을 주축으로 전달하기 위해서 커플링, 밸트,기어 등을 사용하고 있지 만 주축이 고속회전할 수록 커플링 구동방법에서는 주축과 모터의 미스얼라인먼트에 의한 진동과 소음이 커지고 벨트 구동방법에서는 원심력에 의한 벨트 장력의 증가 및 벨트의 파손현상, 벨트와 풀리간의 미끄럼현상 등이 발생하며, 기거 구동방법에서는 기어간의 금속접촉에 의한 진동과 소음이 증대하게 된다. 본 연구에서는 모터내장형 주축의 동특성을 체계적으로 해석하기 위해서 유한요소모델을 도입하였다. 특히 공작기계 주축은 세장비가 비교적 작기 때문에 Timoshenko보 이론으로 모델화하였고, 여러장의 얇은 철심용 강판들도 적층된 내장형 모터의 회전부(rotor)는 굽힘변형 및 전단변형에 대해서 상당 수준의 강성효과를 나타내기 때문에 질량효과 외에도 그 강성효과를 수학적 모델에서 고려하였다, 또한 진동실험 결과로 부터 모터회전부의 강성특성을 규명하는 방법을 제시하였으며, 제안된 규명방법의 유용성은 모터내장형 주축에 대한 모드매개변수의 이론값과 실험값을 비교함으로써 입증하였다.

Bearing Coefficient Identification of a Machine-Tool Spindle System (공작기계 주축계의 베어링계수규명에 관한 연구)

  • 김석일;곽병만;이후상
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1426-1432
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Timoshenko보이론과 전달행렬법에 의해서 얻어지는 베어링의 반력들과 주축계의 불완전진동모드간의 선형관계를 이용하여 원리적으로 반복계산없이 반경방향과 굽힘모멘트방향의 선형등방성 베어링계수들을 규명하는 방법을 제안하였다. 제안된 규명방법은 주축계에 사용된 베어링의 수보다 진동모드에 대한 측정점의 수가 2배 이상 많아야 한다는 조건을 가지고 있다. 또한 선형 연립방정식으로 부터 직접 규명된 베어링계수들의 일부가 정보의 부정확성에 의해서 물리적으로 타당성이 없는 음수로 나타나는 경우에는 측정결과와의 차이를 최소화시키면서, 물리적으로 타당성이 있는 양수의 베어링계수들을 규명할 수 있는 방법이 제안조건들을 가진 최적화문제의 형태로 제시되었다. 그리고 제시된 최적화문제의 해는 선형화방법(linearization method)를 통해서 얻었다. 아울러서 주축계의 실험모델에 대한 가진실험결과를 이용 하여 제안된 규명방법의 유용성을 평가하였다.

Coupled Flexural-Torsional Vibrations of Timoshenko Beams of Monosymmetric Cross-Section including Warping (워핑을 고려한 일축 대칭단면을 갖는 Timoshenko보의 휨-비틀림 연성진동)

  • 이병구;오상진;진태기;이종국
    • Journal of KSNVE
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    • v.9 no.5
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    • pp.1012-1018
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    • 1999
  • This paper deals with the coupled flexural-torsional vibrations of Timoshenko beams with monosymmetric cross-section. The governing differtial equations for free vibration of such beams are derived and solved numerically to obtain frequencies and mode shapes. Numerical results are calculated for three specific examples of beams with free-free, clamped-free, hinged-hinged, clamped-hinged and clamped-clamped end constraints. The effect of warping stiffess on the natural frequencies and mode shapes is discussed and it is concluded that substantial error can be incurred if the effect is ignored.

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Elasto-Plastic Analysis of Plane Frame Structures using Timoshenko Beam Element (Timoshenko보 요소를 이용한 평면 뼈대구조의 탄-소성 해석)

  • 정동영;이정석;신영식
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.327-334
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    • 2001
  • This paper presents a non-linear analysis procedure for plane frame structures by finite element formulation with assumptions of Timoshenko beam theory. Finite element displacement method based on Lagrangian formulation is used and two-noded and isoparametric line element is adopted to represent finite element model. The layered approach is used for the elasto-plastic analysis of the plane frame structures with rectangular and I cross sections. A load incremental method combined with the tangent stiffness and the initial stiffness methods for each load increment is used for the solution of non-linear equations. Numerical examples are presented to investigate the behavior and the accuracy of the elasto-plastic non-linear application and the results of this study are compared with other solutions using the concept of plastic hinge.

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