회전 외팔보의 유한요소 해석 ( A Finite Element Analysis for a Rotating Cantilever Beam )

Q: 이 논문에서 정의한 인장변위란 무엇인가?

인장변위는 회전 외팔보의 진동을 기술하기 위해 기존의 축방향 변위 대신 사용된 길이 방향 변위이다. 이는 면내 및 면외 변위와 함께 보의 변형을 표현하며, 기존의 비선형 방정식을 대체할 수 있는 선형 편미분 방정식을 유도하는 데 활용된다. 이를 통해 회전 운동을 하는 구조물 해석 시 발생하는 큰 오차를 줄이고 계산 효율성을 높인다.

Q: 회전 외팔보의 면내방향 운동과 면외방향 운동의 주요 차이점은 무엇인가?

연구 결과, 면내방향 운동에서는 인장모드가 존재하며 굽힘모드와 연성되어 비어링 현상과 발산 불안정성이 나타날 수 있다. 반면 면외방향 운동의 고유진동수는 회전각속도에 따라 단조 증가하며, 인장모드와의 연성이나 불안정성이 발생하지 않는다는 차이가 있다.

정진태; 유홍희; 김강성

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자료유형: 학술저널

저자정보: 정진태 유홍희 김강성

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제25권 제11호

발행연도: 2001.11

수록면: 1,730 - 1,736 (7page)

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A finite element analysis for a rotating cantilever beam is presented in this study. Based on a dynamic modeling method using the stretch deformation instead of the conventional axial deformation, three linear partial differential equations are derived from Hamilton's principle. Two of the linear differential equations show the coupling effect between stretch and chordwise deformations. The other equation is an uncoupled one for the flapwise deformation. From these partial differential equations and the associated boundary conditions, two weak forms are derived: one is for the chordwise motion and the other is for the flapwise motion. The weak forms are spatially discretized with newly defined two-node beam elements. With the discretized equations or the matrix-vector equations, the behaviors of the natural frequencies are investigated for the variation of the rotating speed.

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