• 제목/요약/키워드: Timoshenko 보

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양단이 탄성받침으로 지지된 Timoshenko 보의 자유진동 (Free Vibrations of Timoshenko Beam with Elastomeric Bearings at Two Far Ends)

  • 이병구;이태은;박창은
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권3A호
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    • pp.181-187
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    • 2011
  • 이 연구는 양단이 탄성받침으로 지지된 Timoshenko 보의 자유진동에 관한 연구이다. 회전관성과 전단변형을 동시에 고려하는 Timoshenko 보 이론을 적용하여 탄성받침 보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식과 자유단의 경계조건을 유도하였다. 이 상미분방정식을 수치해석하여 고유진동수와 진동형상을 산출하였다. 회전관성과 전단변형이 자유진동에 미치는 영향을 분석하고, 변수연구를 통하여 세장비, 지반계수, 탄성받침 길이 등이 자유진동에 미치는 영향을 그림에 나타내었다. 변위 및 휨 모멘트, 전단력의 진동형상을 그림에 나타내어 최대진폭 및 무변위의 위치를 알 수 있도록 하였다.

다단 보 구조에서의 티모센코 보 유한요소 모델링 오차분석 및 개선 (Error Analysis and Improvement of the Timoshenko Beam based Finite Element Model for Multi-Stepped Beam Structures)

  • 홍성욱;이용덕;김만달
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권10호
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    • pp.199-207
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    • 2003
  • The Timoshenko beam model has been known as the most accurate model for representing beam structures. However, the Timoshenko beam model may give rise to a significant error when it is applied to multi-stepped beam structures. This paper is intended to demonstrate the modeling error of Timoshenko beam based finite element model for multi-stepped beam structures and to suggest a new modeling method to improve the accuracy. A tentative bending spring is introduced into the stepped section to represent the softening effect due to the presence of step. This paper also proposes a finite element modeling method in the light with the tentative bending spring model for the step softening effect. The proposed method rigorously adapts computation results from a commercial finite element code. The validity of the proposed method is demonstrated through a series of simulation and experiment.

4계 상미분방정식에 의한 변단면 Timoshenko 보의 자유진동 (Free Vibrations of Tapered Timoshenko Beam by using 4th Order Ordinary Differential Equation)

  • 이병구;박광규;이태은
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.185-194
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    • 2012
  • 이 연구는 회전관성과 전단변형을 동시에 고려한 변단면 Timoshenko 보의 자유진동에 관한 연구이다. 변단면 보의 단면은 폭이 포물선 함수로 변화하는 변화폭 직사각형 단면으로 채택하였다. 이러한 보의 자유진동을 지배하는 수직변위에 대한 4계 상미분방정식을 유도하였다. 이 상미분방정식을 수치해석하여 고유진동수와 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 지점을 고려하였다. 진동형은 변위의 진동형뿐만 아니라 합응력의 진동형도 산출하여 그림에 나타내었다. 휨 회전각과 전단변형에 의한 수직변위 및 전단면 회전각의 구성비율을 산정하였다.

다단 보 구조에서의 티모센코 보요소 모델링 오차 개선에 관한 연구 (Improvement of the Timoshenko beam based finite element model for multi-stepped beam structures)

  • 이용덕;홍성욱;이종원
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.788-791
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    • 2002
  • The Timoshenko beam model has been acknowledged as the most accurate model for representing beam structures. However, the Timoshenko beam model may give rise to significant error when it is applied to multi-stepped beam structures. This paper is intended to demonstrate and improve the modeling error of Timoshenko beam theory for multi-stepped team structures. A tentative bending spring is introduced to represent the stiffness change around a step in beams. This paper proposes a finite element modeling method in the light with the bending spring. The proposed method is rigorously compared with commercial finite element codes. The validity of the proposed method is also demonstrated through an experiment..

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복합재 티모센코 보의 굽힘 비틀림 연성 진동에 대한 엄밀해 (Exact Solutions for Bending-Torsion Coupled Vibration of Composite Timoshenko Beam)

  • 홍성욱;강병식;박중윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권10호
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    • pp.1559-1566
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    • 2001
  • This paper proposes a dynamic analysis method for obtaining exact solutions of composite Timoshenko beams, which are inherently subjected to both the bending , and torsional vibrations. In this paper, the bending-torsion coupled vibration of composite Timoshenko beam is rigorously modelled and analyzed. Two numerical examples are provided to validate and illustrate the bending-torsion coupled vibration of composite Timoshenko beam structure. The numerical examples prove that the proposed method is of great use for the dynamic analysis of dynamic structures composed of multiply connected composite Timoshenko beams.

종동력을 받는 자유 Timoshenko보의 안정성 해석에 미치는 두개의 부가질량의 영향 (The Influence of Two Attactched Masses on the Stability Analysis of a Free-Free Timoshenko Beam under a Follower Force)

  • 류봉조;삼산길언
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.39-45
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    • 1995
  • 본 논문은 복수 집중질량을 갖고 제어 종동력을 받는 자유 Timoshenko보의 동적 안정성에 관한 것으로, 비행중의 미사일이나 로켓의 연료탱크, Payload등의 기계장치부를 복수의 집중질량으로 간주하여 이러한 항공우주 구조물들이 추진력인 종동력을 받을때에 대한 계의 동적 안정성을 판별한다. 수학적 모델에 대한 운동방정식은 확장된 해밀톤 원리를 이용한 유한요소법에 의해 유도되며, 복수 부가질량의 위치 및 크기변화, 센서의 위치 및 게인(gain)의 변화에 따른 계의 안정성 지도(stability maps)를 보여준다. 또한 보의 전단 변형이나 회전관성의 효과 뿐만아니라, 추질력의 방향이 제어되는 경우와 제어되지 않는 경우에 대한 최대 추진력 값이 수치 시뮬레이션을 통해 예측된다.

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일정체적 Timoshenko 보의 자유진동 (Free Vibrations of Timoshenko Beam with Constant Volume)

  • 이병구;이태은;윤희민
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.223-233
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    • 2012
  • This paper deals with free vibrations of the tapered Timoshenko beam with constant volume, in which both the rotatory inertia and shear deformation are included. The cross section of the tapered beam is chosen as the regular polygon cross section whose depth is varied with the parabolic function. The ordinary differential equations governing free vibrations of such beam are derived based on the Timoshenko beam theory by decomposing the displacements. Governing equations are solved for determining the natural frequencies corresponding with their mode shapes. In the numerical examples, three end constraints of the hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped ends are considered. The effects of various beam parameters on natural frequencies are extensively discussed. The mode shapes of both the deflections and stress resultants are presented, in which the composing rates due to bending rotation and shear deformation are determined.

Timoshenko 보함수 성질을 갖는 다항식을 이용한 보강판의 교유진동 해석 (Free Vibration Analysis of Stiffened Plates Using Polynomials Having the Property of Timoshenko Beam Functions)

  • 김병희;김진형;조대승
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.623-628
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    • 2004
  • In this study, the assumed-mode method using characteristic polynomials of Timoshenko beam is applied for the free vibration analysis of rectangular stiffened plates. The polynomial is derived considering the rotational constraint along the boundary edges of plate and the orthogonal relation of Timoshenko beam functions, which enables to simplify the free vibration analysis of plate structure having various boundary conditions. To verify the validity and effectiveness of the adopted method, numerical analysis for cross-stiffened plates were carried out and its results were compared with those obtained by the general purpose FEA software.

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끝단 질량을 갖고 종동력을 받는 외팔 Timoshenko 보의 동적안정성에 미치는 부분 탄성기초의 영향 (Influence of Partial Elastic Foundations on Dynamic Stability of a Cantilevered Timoshenko Beam with a Tip Mass under a follower force)

  • 신광복;김효준;류봉조
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권10호
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    • pp.65-71
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    • 2005
  • This paper presents the dynamic stability of a cantilevered Timoshenko beam on partial elastic foundations subjected to a follower force. The beam with a tip concentrated mass is assumed to be a Timoshenko beam taking into account its rotary inertia and shear deformation. Governing equations are derived by extended Hamilton's principle, and finite element method is applied to solve the discretized equation. Critical follower force depending on the attachment ratios of partial elastic foundations, rotary inertia of the beam and magnitude and rotary inertia of the tip mass is fully investigated.

종동력을 받는 외팔 Timoshenko보의 동적안정성에 미치는 부분탄성기초의 영향 (Effect of a Partial Elastic Foundation on Dynamic Stability of a Cantilevered Timoshenko Beam under a Follower Force)

  • 류봉조;류시웅;한현희;김효준
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.911-916
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    • 2004
  • The paper deals with the dynamic stability of a cantilevered Timoshenko beam on partial elastic foundations subjected to a follower force. The beam is assumed to be a Timoshenko beam with a concentrated mass taking into account its rotary inertia and shear deformation. Governing equations are derived by extended Hamilton's principle, and FEM is applied to solve the discretized equation. Critical follower force depending on the attachment ratios of partial elastic foundations, concentrated mass and rotary inertia of the beam is fully investigated.

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