복합 감쇠 구조물의 진동 해석을 위한 등가 유한 요소 개발 :Development of Equivalent Finite Elements for Vibration Analysis of Damped Composite Structure

원성규

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자료유형: 학위논문

저자정보: 원성규 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 정의봉

발행연도: 2017

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이용수12

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

복합 감쇠 구조물의 진동 해석을 위한 등가 유한 요소 개발

원성규 기계공학부 2017.01 학위논문

2006

복합감쇠보의 진동해석을 위한 등가보요소의 개발

원성규 , 정의봉 , 배수룡 한국소음진동공학회 학술대회논문집 2006.11 학술대회자료

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In order to obtain high damping performance, it is common to construct a laminated structure by using various attenuating materials for basic structures. This study concerns a method to calculate the vibration response efficiently by replacing a highly damped composite structure with a simple equivalent uniform structure represented by a complex equivalent section modulus. The equivalent damping element developed in this paper is composed with beam element, plate element, and beam element supports the offset vector and can be used as a stiffener beam.
Three kinds of vibration analyses are developed. In the frequency response analysis, the complex Young''s modulus of the damping material which varies according to the frequency is taken into consideration. In the free vibration analysis, the undamped natural frequency was obtained using the Lanczos method and this method was extended to a damping system to obtain the damped natural frequency. The time response was obtained using a time reverse technique for a fixed attenuation system expressed in hysteresis damping coefficient that does not vary with frequency. The results of the equivalent finite element method developed in this paper were successfully verified by NASTRAN solid model analysis and also experimental results.

#복합 감쇠 구조물 #진동해석 #유한요소법

1. 서론 1
2. 복합 단면 감쇠 보의 등가 유한요소법 개발 4
2.1 기존의 보 요소 유한요소법 4
2.1.1 축방향 보 요소 4
2.1.2 비틀림 보 요소 7
2.1.3 Euler 굽힘 보 요소 10
2.1.4 Timoshenko 굽힘 보 요소 14
2.2 등가 감쇠 보 요소 18
2.2.1 환산 단면법 18
2.2.2 Euler 감쇠 보 요소 20
2.2.3 Timoshenko 감쇠 보 요소 23
2.2.4 3차원 보 요소 25
3. 복합 단면 감쇠 평판의 등가 유한요소법 개발 29
3.1 기존의 평판 유한요소법 29
3.1.1 막 요소 29
3.1.2 굽힘 평판 요소 34
3.1.3 MITC 요소 39
3.2 등가 감쇠 평판 요소 42
3.2.1 등가 단면 계수 43
3.2.2 굽힘 진동하는 감쇠 평판 요소의 유도 45
3.2.3 면내 진동하는 감쇠 평판 요소의 유도 47
3.2.4 3차원 평판 요소 47
3.3 보강 평판의 등가 유한요소법 49
4. 진동 해석 솔버 개발 56
4.1 고유치 해석 56
4.1.1 표준형 Lanczos 알고리즘 56
4.1.2 재직교화 58
4.1.3 일반형 Lanczos 알고리즘 58
4.1.4 복소수 대칭 Lanczos 알고리즘 60
4.2 주파수 해석 60
4.2.1 주파수 응답 함수 60
4.2.2 모드 중첩법 62
4.3 시간 해석 63
4.3.1 힐버트 변환과 해석적 신호 63
4.3.2 단자유도 구조 감쇠 시스템의 시간 응답 해석 66
4.3.3 다자유도 구조 감쇠 시스템의 시간 응답 해석 70
5. 수치 해석 76
5.1 주파수 응답 해석 76
5.1.1 비감쇠 보 구조물 76
5.1.2 복합 단면 감쇠 보 구조물 79
5.1.3 비감쇠 평판 구조물 82
5.1.4 복합 단면 감쇠 평판 구조물 84
5.1.5 비감쇠 보강 평판 구조물 88
5.1.6 복합 단면 보강 감쇠 평판 구조물 91
5.2 시간 응답 해석 94
6. 실험 검증 96
6.1 실험 모델 96
6.2 유한요소 모델 98
6.3 실험 방법 100
6.4 실험 결과 100
6.4.1 감쇠재가 부착되지 않은 경우 100
6.4.2 한쪽 면에만 감쇠재를 부착한 경우 103
6.4.3 양쪽 면에 감쇠재를 부착한 경우 103
7. 결론 106
참고문헌 109
ABSTRACT 113

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