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제안 방법
- Fig. 6과 같이 열림각(opening angle)이 90°인 1/4 원형보를 계산 모델 II로 선정하여 자유진동 해석을 수행하였다.
- 계산 모델 II를 대상으로 곡선보 요소의 개수를 100개, 200개, 400개로 각각 모델링한 후, 유한요소-전달강성계수법(FE-TSCM)과 유한요소법(FEM) 으로 고유진동수를 계산하였다. Table 5∼Table 7 에 나타낸 바와 같이, 양 방법의 계산 결과는 완전히 일치하였다.
- 계산 모델 I을 대상으로 곡선보 요소의 개수를 100개, 200개, 400개로 각각 모델링한 후, 유한요소-전달강성계수법(FE-TSCM)과 유한요소법(FEM) 으로 고유진동수를 계산하였다. 모델링한 곡선보 요소의 개수에 따른 계산 결과를 Table 1에서 Table 3에 나타내었다.
- 이 연구에서 정식화한 알고리즘인 유한요소-전달강성계수법(FE-TSCM)을 바탕으로 매트랩6) 을이용하여 전산 프로그램을 개발하였고, 비교를 위해 유한요소법(FEM)7) 을 기반으로 한 자유진동 해석용 전산 프로그램을 추가로 개발하였다. 그리고 2개의 수치 계산 모델을 대상으로 퍼스널 컴퓨터 (Intel Core2 Duo CPU P8700 @2.
- 이 연구에서 제시된 해석 방법(유한요소-전달강 성계수법)의 신뢰성을 확인하기 위하여, 선행 연구자8-9) 에 의해 1차 및 2차 고유진동수가 계산되 었던 Fig. 2와 같이 반원형 보를 계산 모델 I로 선정하여 자유진동 해석을 수행하였다. 계산 모델 I 은 경계조건이 양단 고정이고, 반경(R)이 0.
- 저자들은 이 논문을 통해 유한요소법의 모델링 기법과 전달강성계수법의 전달 기법을 접목한 유한요소-전달강성계수법으로 곡선보의 자유진동 해석을 위한 전산 알고리즘을 정식화하였다. 그리고 반원형 보와 1/4 원형 보에 대한 자유진동 해석을 수행하여 유한요소-전달강성계수법으로 곡선보와 같이 절점이 곡선적으로 굽어져 연결된 구조물에 대해서도 자유진동 해석을 효과적으로 수행할 수 있음을 수치 계산 결과를 통해 제시하였고, 따라서 이 방법의 유용성을 확인하였다.
대상 데이터
- 2와 같이 반원형 보를 계산 모델 I로 선정하여 자유진동 해석을 수행하였다. 계산 모델 I 은 경계조건이 양단 고정이고, 반경(R)이 0.4 m, 단면의 내경과 외경이 각각 0.008 m와 0.010 m, 종탄성계수가 200 GPa, 밀도가 7850 kg/m3 이다.
데이터처리
- 을 기반으로 한 자유진동 해석용 전산 프로그램을 추가로 개발하였다. 그리고 2개의 수치 계산 모델을 대상으로 퍼스널 컴퓨터 (Intel Core2 Duo CPU P8700 @2.53GHz, 3.00GB RAM)에서 자유진동 해석을 수행하였고, 그 결과를 비교하였다.
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