• 제목/요약/키워드: flexural-torsional free vibration

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변화폭 원호형 띠기초의 휨-비틀림 자유진동 (Flexural-Torsional Free Vibrations of Circular Strip Foundation with Variable Breadth)

  • 이병구;박광규;김권식;이승우
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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    • pp.764-767
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    • 2005
  • This paper deals with the flexural-torsional free vibrations of circular strip foundations with a variable breadth. The breadth of strip foundation varies with the linear functional fashion, which is symmetric about the mid-arc. Differential equations governing free vibrations of such foundations are derived, in which Winkler foundation is considered as the model of elastic soils. Effects of the rotatory and torsional inertias and shear deformation are included in the governing equations. Differential equations are numerically solved to calculate the natural frequencies. In the numerical examples, the free-free end constraint is considered. Effects of the rotatory and torsional inertias and shear parameter on the natural frequencies are reported. Parametric studies between frequency parameters and various system parameters are investigated.

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

  • 이병구;오상진;진태기;이종국
    • 소음진동
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    • 제9권5호
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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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박벽 C형 복합재료 보의 휨-비틀림 진동 해석 (Flexural-torsional Vibration Analysis of Thin-walled C-Section Composite Beams)

  • 김영빈;이재홍
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.31-40
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    • 2002
  • 적층된 박벽 복합재료 보의 자유 진동에 관한 연구를 수행하였다. 박벽 C형강 복합재료의 동적 거동에 적용 가능한 일반적인 해석 모델을 개발하였다. 이 모델은 classical lamination theory를 기초로 두고 있으며, 임의의 적층 상태의 구성 즉, 대칭뿐만 아니라 비대칭의 적층 상태, 그리고 다양한 경계조건에 따른 휨과 비틀림 형상의 연계(coupling)을 설명하였다. 변위를 기반으로 한 일차원 유한 요소 모델은 박벽 복합재료 보의 고유 진동수와 그에 대응하는 진동 모드를 예측하기 위해 개발되었다. 운동방정식은 Hamiton의 원리로부터 유도되었으며, 수치적인 결과는 박벽 복합재 보에서 복합재료의 진동수와 모드 형상에 대해 적층각, 계수비, 그리고 경계조건의 영향을 얻을 수 있었다.

Dynamic analysis of bridge girders submitted to an eccentric moving load

  • Vieira, Ricardo F.;Lisi, Diego;Virtuoso, Francisco B.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제52권1호
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    • pp.173-203
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    • 2014
  • The cross-section warping due to the passage of high-speed trains can be a relevant issue to consider in the dynamic analysis of bridges due to (i) the usual layout of railway systems, resulting in eccentric moving loads; and (ii) the use of cross-sections prone to warping deformations. A thin-walled beam formulation for the dynamic analysis of bridges including the cross section warping is presented in this paper. Towards a numerical implementation of the beam formulation, a finite element with seven degrees of freedom is proposed. In order to easily consider the compatibility between elements, and since the coupling between flexural and torsional effects occurs in non-symmetric cross-sections due to dynamic effects, a single axis is considered for the element. The coupled flexural-torsional free vibration of thin-walled beams is analysed through the presented beam model, comparing the results with analytical solutions presented in the literature. The dynamic analysis due to an eccentric moving load, which results in a coupled flexural-torsional vibration, is considered in the literature by analytical solutions, being therefore of a limited applicability in practice engineering. In this paper, the dynamic response due to an eccentric moving load is obtained from the proposed finite element beam model that includes warping by a modal analysis.

등분포 모멘트를 받는 아치의 횡 자유진동 (Effect of Initial Uniform Moment on Lateral Free Vibration of Arches)

  • 염응준;한택희;임남형;강영종
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.3-10
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    • 2002
  • Recently, arches are used structurally because of their high in-plane stiffness and strength, which result from their ability to transmit most of the applied loading by axial forces actions, so that the bending actions are reduced. On the other hand, the resistances of arches to (out-of-plane,) flexural-torsional behavior depend on the rigidities EI/sub y/, for lateral bending, GJ for Uniform torsion, and EI/sub w/ for warping torsion which are related to axial stress for flexural-torsional behavior. The resistance of an arch to out-of-plane behavior may be reduced by its in-plane curvature, and so it may require significant lateral bracing. Thus. it is supposed that In-plane preloading which cause an axial stress, have an effect on out-of-plane free vibration behavior of arches. Because axial stresses caused increase or decrease out-of-plane stiffness. But study about this substance is insufficient. In this thesis, We will study an effect of preloading on lateral free vibration of arches, using finite element method based on Kang and Yoo's curved beam theory (about curved beam element have 7 degree of freedom including warping) with FORTRAN programming.

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다관절 보의 진동해석 알고리즘의 개발에 관한 연구 (On Development of Vibration Analysis Algorithm of Beam with Multi-Joints)

  • 문덕홍;여동준;최명수
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제18권5호
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    • pp.68-77
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    • 1994
  • The authors apply the transfer influence coefficient method to the 3-dimensional vibration analysis of beam with multi-joints and formulate a general algorithm to analysis the longitudinal, flexural and torsional coupled free vibration. In this paper, the structure, which is mainly founded in the robot arms, cranes and so on, has some crooked parts, subsystems and joints but has no closed loop in this system. It is modeled as the beam of a distributed mass system with massless translational, rotational and torsional springs in each node, and joint elements of release or roll at which node the displacement vector is discontinuous. The superiorty of the present method to the transfer matrix method in the computation accuracy was confirmed by the numerical computation results. Moreover, we confirmed that boundary and intermediate conditions could ve controlled by varying the values o the spring constants.

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두께가 얇은 단면을 갖는 보의 진동특성 (Vibration Characteristics of Thin-Walled Beams)

  • 오상진;이재영;모정만;박광규
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.709-712
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    • 2004
  • A study of the coupled flexural-torsional vibrations of thin-walled beams with monosymmetric cross-section is presented. The governing differential equations for free vibration of such beams are solved numerically to obtain natural frequencies and their corresponding mode shapes. The beam model is based on the Bernoulli-Euler beam theory and the effect of warping is taken into consideration. Numerical results are given for two specific examples of beams with free-free, clamped-free, hinged-hinged, clamped-hinged and clamped-clamped end constraints both including and excluding the effect of warping stiffness. The effect of warping stiffness 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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소수주형 수평곡선 강교량 상부구조의 자유진동 특성 분석 (Free-vibration Characteristics of Two-I-girder Steel Bridges Curved in Plan)

  • 이기세;김승준
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.365-371
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    • 2016
  • 두 개의 I형 거더로 이루어진 소수주형 교량의 경우, 합성 후 슬라브와 거더가 하나의 단면으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 평면 외방향의 휨에 대한 중립축은 강축으로 간주 될 수 있다. 따라서 자유진동 모드에서는 평면 내의 휨거동이 지배적일 것이라 쉽게 예상할 수 있다. 그러나 곡선 교량은 직선교량과 달리 초기곡률로 인하여 중력하중 하에서도 항시 비틀림 모멘트가 작용한다. 휨과 비틀림의 상호 작용은 거더의 거동을 복잡하게 하며, 때에 따라서는 비틀림 모드가 휨모드보다 지배적으로 작용할 수 있게 된다. 다시 말해, 같은 환경 하에서 곡선교량은 초기 곡률에 따라 동특성이 달라질 수 있게 된다. 현재까지 수평 곡선 거더의 자유진동에 관한 연구는 많이 이루어져 왔으나 합성 거더에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 곡률 중심각의 변화에 따른 모드 변화와 고유 주파수의 변화를 3차원 모델링을 통하여 검증 하였다. 해석 모델은 합성 전후에 대하여 작성 되었으며, 고유 주파수와 진동 모드 변화를 고찰하였다.

Pasternak지반으로 지지된 변화폭 원호형 띠기초의 휨-비틀림 자유진동 (Flexural-Torsional Free Vibrations of Circular Strip Foundation with Variable Breadth on Pasternak Soil)

  • 이병구;박광규;강희종;윤희민
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.539-548
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    • 2007
  • 이 논문은 Pasternak지반으로 지지된 변화폭 원호형 띠기초의 휨-비틀림 자유진동에 관한 연구이다. 띠기초의 단면은 단면깊이는 일정하고, 단면폭은 1차식으로 변화하는 변화폭을 갖는 직사각형 단면으로 채택하였다. 띠기초의 지반은 Winkler지반에 전단층을 갖는 Pasternak지반으로 모형화하였다. 이러한 원호형 띠기초의 자유진동을 지배하는 상미분방정식과 경계조건을 유도하였다. 자유진동의 관성항으로는 휨관성, 회전관성 및 비틀림관성을 고려하였다. 상미분방정식을 수치해석하여 4개의 최저차 고유진동수를 산출하였다. 수치해석의 결과로 띠기초의 변수들이 고유진동수에 미치는 영향을 고찰하였다. 이 논문의 결과는 띠기초의 동적 설계에 매우 유용한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.