보 구조물의 엄밀한 진동해석을 위한 개량된 단일요소 스펙트럴해석법 :Improved one-element spectral analysis method for exact vibration analysis of a beam structure

김태현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김태현 (인하대학교, 인하대학교 대학원)

지도교수: 이우식

발행연도: 2017

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2018

이동하중이 작용하는 얇은 평판 구조물의 진동해석을 위한 주파수영역 스펙트럴요소법의 응용

김태현 , 이우식 대한기계학회 춘추학술대회 2018.12 학술대회자료

상태벡터방정식에 기반한 불균일한 1차원 구조물에 대한 주파수영역 스펙트럴요소모델

김태현 , 이빛나 , 이우식 대한기계학회 춘추학술대회 2018.12 학술대회자료

2017

보 구조물의 엄밀한 진동해석을 위한 개량된 단일요소 스펙트럴해석법

김태현 일반 2017.01 학위논문

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스펙트럴요소법(SEM)에서 구조물 부재에 작용하는 외부하중을 다루는 방법에는 단일요소법(OEM)과 쌍요소법(TEM) 두 가지가 있다. OEM은 외부하중을 구조요소의 경계에 작용하는 유효절점하중과 모멘트로 나타내어 구조요소 전체를 하나의 유한요소로 나타내는 모델링 기법이다. TEM은 외부하중이 작용하는 지점을 기준으로 하여 구조요소를 두 개의 유한요소로 나누고, 외부하중을 두 개의 유한요소가 결합하는 절점에 작용하는 절점하중과 모멘트로 나타내는 모델링 기법이다. 일반적으로, OEM은 유한요소의 어셈블링을 요구하지 않는 장점이 있으나 해석 결과가 부정확하다. 반면에, TEM은 유한요소의 어셈블링을 요구하는 단점이 있지만 항상 정확한 해석결과를 제공한다. TEM이 갖는 해석결과의 정확성을 기반으로 하여, 본 논문에서는 유한요소의 어셈블링이 없이도 정확한 해석결과를 구할 수 있는 개량된 단일요소법(IOEM)을 SEM을 기반으로 하여 제안하였다. 해석적으로 SEM기반 TEM모델을 SEM기반 OEM모델의 형태로 변환함으로써 IOEM모델을 개발하였다. 수치해석 시뮬레이션을 통하여 OEM, TEM 및 IOEM의 정확성을 고찰하였다. 본 논문의 연구결과는 현재 전문학술지인 International Journal of Mechanical Sciences에 게제되었다(Vol. 119, pp. 333-342, 2016).

요약 ???????????? i
ABSTRACT ????? ii
Contents ????????? iii
List of Figures and Tables ??? v
1. Introduction ??????? 1
2. Conventional spectral element analysis methods 5
2.1 Problem statement ??? 5
2.2 One-element method (OEM) ???????????? 8
2.3 Two-element method (TEM) ?????????????? 13
2.4 Comparison of OEM and TEM ????????? 20
3. Improved one-element method (IOEM) ?????? 25
3.1 Derivation of OEM from TEM ????????? 25
3.2 Dynamic responses at an excitation point 28
3.3 Dynamic responses at an arbitrary point 29
4. Numerical results and discussion ????????? 35
5. Conclusions???????????????????????????? 39
Appendices ???????????????????????? 40
A. Discrete Fourier transforms ??????????? 40
B. Spectral element formulations ????? 42
C. Boundary matrices Bd and Bf ??????? 47
D. Modal analysis method ????????????????? 48
References?????????????????????????????? 50

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