• 한국정밀공학회지
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• 제11권4호
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• pp.5-12
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• 1994

고속절삭을 통해서 가공능률과 가공정밀도의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 최근에는 공작기계용 고속주축계가 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 주축 선단부에 무거운 척과 공작물이 위치하는 선반용 고속주축계의 동특성을 해석하기 위해서 유한요소법을 도입하였다. 특히 세장비가 비교적 작은 주축은 Timoshenko 이론으로, 폭이 유한한 베어링은 반경방향 외에도 모멘트방향의 강성 및 감쇠특성을 가지고 있는 것으로 모델화하였다. 그리고 선반용 고속주축계의 고유진동수와 감쇠비에 대한 주축회전수, 베어링의 지지특성, 베어링의 간격, 주축재료의 내부감쇠율 등의 영향을 고찰하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.5-14
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• 1999

Free vibration characteristics of a cantilevered laminated composite beam with multiple non-propagating transverse open cracks are investigated. In the present analysis a special ply-angle distribution referred to as asymmetric stiffness configuration inducing the elastic coupling between chord-wise bending and extension is considered. The multiple open cracks are modelled as equivalent rotational springs whose spring constants are calculated based on the fracture mechanics of composite material structures. Governing equations of a composite beam with open cracks are derived via Hamilton's Principle and Timoshenko beam theory encompassing transverse shear and rotary inertia effect is adopted. The effects of various parameters such as the ply angle, fiber volume fraction, crack numbers, crack positions and crack depthes on the free vibration characteristics of the beam with multiple cracks are highlighted. The numerical results show that the existence of the multiple cracks in an anisotropic composite beam affects the free vibration characteristics in a more complex fashion compared with the beam with a single crack.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.151-158
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• 2005

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 Pasternak 지반 위에 놓인 보강판의 고유치해석을 수행하였다. 보강판 해석은 Mindlin 판 이론과 Timoshenko 보-기둥 이론을 적용하여 해석하였으며, 유한요소법 적용시 판요소는 8절점 Serendipity 요소계를, 보요소는 3절점 유한요소를 적용하였다. 탄성지반은 지반의 연속성을 고려한 Pasternak 지반으로 모형화하였다. 본 연구의 타당성을 검증하기 위하여 이 연구의 결과를 문헌, 실험 및 SAP 2000의 결과와 비교하였다. 이 연구의 결과로 문헌 해가 존재하지 않는 Pasternak 지반 위에 놓인 보강판의 지반 변수의 변화 및 보강재 크기에 따른 고유진동수를 산정하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.101-113
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• 2001

본 연구의 주된 목적은 전단 층을 갖는 two-parameter 탄성지반 위에 놓인 복합적층판의 처짐에 관한 규명이다. 본 논문은 탄성지반에 놓인 비등방성 구조의 변형거동과 2중 조화함수를 이용한 3차 전단변형이론의 확장에 초점을 두고 있다. 유도된 식들을 검증하기 위해 Timoshenko의 탄성지반 위에 놓인 단순지지 된 등방성판과 LUSAS 프로그램에 의한 이방성판의 처짐과 비교하였으며 본 연구의 결과들은 등방성판과 이방성판의 결과와 매우 정확히 일치함을 알 수 있었다. 처짐에 관한 수치해석결과들은 폭-두께 비, 형상 비 재료 비등방성과 전단지반계수 등에 따른 효과를 보여준다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.140-148
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• 1992

복합적층판은 일반적으로 이방성이고 전단탄성계수의 인장탄성계수에 대한 비가 강판등 일반 구조용 판재와 비교하여 상당히 작다. 따라서 동특성해석은 원칙적으로 이방성 후판이론에 기초하는 것이 타당하다. 또 판의 주변 경계조건은 단순지지와 고정의 중간상태일 때가 많다. 본 연구에서는 4변이 회전에 대해 탄성구속된 대칭 복합적층 직사각형 판의 진동해석에 대해 이방성 후판이론에 의거하여 정식화하고, 엄밀해를 구하기 어려운 점을 고려하여 Timoshenko 보함수 성질을 갖는 다항식을 이용하는 Rayleigh-Ritz 해석방법을 제시했다. 일련의 수치계산 예를 통해 기존의 다른 방법에 의한 연구결과들과 비교하므로써 전기해석방법의 유용성이 검증되었다. 또한, 이방성 복합적층판의 경우에는 nodal line이 매우 휘어진 양태이며, 보다 정확한 해석을 위해서는 진동파형가정에 있어서 직교이방성인 경우보다 더 많은 항수를 취할 필요가 있음이 확인되었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.1157-1169
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• 2008

This paper presents spectral element formulation which approximates Lamb wave propagation by PZT transducers bonded on a thin plate. A two layer beam model under 2-D plane strain condition is introduced to simulate high-frequency dynamic responses induced by a piezoelectric (PZT) layer rigidly bonded on a base plate. Mindlin-Herrmann and Timoshenko beam theories are employed to represent the first symmetric and anti-symmetric Lamb wave modes on a base plate, respectively. The Euler-Bernoulli beam theory and 1-D linear piezoelectricity are used to model the electro-mechanical behavior of a PZT layer. The equations of motions of a two layer beam model are derived through Hamilton's principle. The necessary boundary conditions associated with the electro-mechanical properties of a PZT layer are formulated in the context of dual functions of a PZT layer as an actuator and a sensor. General spectral shape functions of response field and the associated boundary conditions are obtained through equations of motions converted into frequency domain. Detailed spectrum element formulation for composing the dynamic stiffness matrix of a two layer beam model is presented as well. The validity of the proposed spectral element is demonstrated through numerical examples.

• 한국해양공학회지
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• 제19권4호
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• pp.1-8
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• 2005

A nonlinear time-domain strip theory for vertical wave loads and ship responses is to be investigated. The hydrodynamic memory effect is approximated by a higher order differential equation without convolution. The ship is modeled as a non-uniform Timoshenko beam. Numerical calculations are presented for the S175 Containership translating with the forward speed in regular waves. The approach described in this paper can be used in evaluating ship motions and wave loads in extreme wave conditions and validating nonlinear phenomena in ship design.

• 한국음향학회지
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• 제33권4호
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• pp.238-247
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• 2014

본 논문에서는 철도 전동 소음의 주요 소음원인 레일 소음의 방사 특성을 이론적으로 해석하고 배열 마이크로폰을 이용한 레일 소음 측정 시 발생하는 현상들에 관해 이론적으로 고찰하였다. 철도 궤도는 국내 고속철도 콘크리트 도상 궤도를 대상으로 하였으며, 레일에 고속의 이동 하중이 작용하는 경우에 대한 진동 및 소음 방사 특성을 해석하였다. 본 연구를 통해 이동 하중이 작용할 때 발생하는 레일의 소음 방사 특성을 파악하였으며, 배열 마이크로폰을 이용한 레일 소음 측정시 빔 각도가 배열 마이크로폰 출력 음압에 중요하게 작용함을 확인하였다. 따라서 배열 마이크로폰을 이용해 레일 소음을 규명하기 위해서는 레일의 방사 특성을 반영한 배열 마이크로폰 빔 각도 설정이 필요함을 이해하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.208-216
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• 1995

대형선박, 항공기, 초고층 건축물 등은 얇은 박판 형태의 보로 이상화하여 구조 및 진동해석을 수행할 수 있다. 이러한 형태로 이상화한 구조물은 비틀림 강도면에서 매우 취약함을 보이고, 굽힘-비틀림 진동은 단면형상에 따라 연성도가 심화된다. 상하 굽힘 진동은 탄성거동 영역에서 도심과 전단중심이 일치하는 대칭 진동(Symmetric vibration) 현상을 보인다. 그러나, 수평 굽힘 진동은 도심과 전단중심의 차이가 커질수록 즉, 연성도가 높아질수록 비틀림 진동과 복합되어 복잡한 비대칭 진동(Antisymmetric vibration) 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 연성효과에 의한 수평 굽힘 진동과 비틀림 진동 현상에 대한 연구를 수행하였고, 진동계산을 위해서 전달행렬법(Transfer Matrix Method)을 사용하였다. 수치계산은 첫번째로, 도심과 전단중심의 차이가 매우 작아 연성도를 무시할 수 있을 정도의 구조물에 대해서 일반적인 수평 굽힘 진동 현상과 비틀림 진동 현상을 연구하였다. 두번째로, 연성도가 매우 심할 경우에 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 Timoshenko 보의 이론과 Vlasov 보의이로네 따라 각각 계산을 수행하였다. 마지막으로, 첫번째와 두번째 구조를 결합한 경우에 대해서 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 연구하였다. 이 경우에 두 구조물의 결합부에서 비틀림 강성과 Warping 강성의 심한 변화로 인한 불연속 경계면이 발생하게 되고 이때의 진동해석을 위해서 보 이론에 기초를 두고 상당히 높은 정확도를 제공하는 Haslum[2] 등과 Pedersen[3]이 제시한 이론을 이용하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.762-769
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• 2003

본 연구에서는 적층형 압전소자를 이용하여 초소형 및 슬림형 광디스크 드라이브용 광픽업 구동기를 개발하였다. 최근에 휴대용 정보기기의 급격한 발달로 인해 다양한 형태의 초소형 정보저장기기가 사용되고 있으며 착탈식 형태의 초소형 광디스크를 사용하는 ODD가 개발 중에 있다. 적층 형태의 압전소자와 유연 힌지 형태의 변위 확대기구를 사용하여 구동기의 출력 힘과 허용 변위를 증가시키도록 설계하였다. 압전형 구동기의 동특성을 고려한 모델링과 이론적 해석을 통해 목표 변위와 성능을 만족하도록 설계 변수를 최적화하였고 이를 ANSYS를 이용한 해석과 비교하였다. 상용화된 적층형 압전소자를 이용한 prototype 올 제작하여 실험을 수행하였으며 이론적인 예상 값과 잘 일치함을 보였다. 이와 같은 이론적 해석과 실험 결과를 토대로 높이가 2.5mm이며 15V 에서 $\pm$400$\mu\textrm{m}$의 변위를 갖는 슬림형 및 초소형 ODD에 적합한 압전형 구동기를 설계하였다.