• Title/Summary/Keyword: 비선형 진동

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Analysis of Nonlinear Vibration for Hybrid Composite Plates (혼합적층판에 대한 비선형 진동해석)

  • 이영신;김영완
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.12
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    • pp.2306-2314
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    • 1992
  • Using the Lagrangian equation, nonlinear vibration analysis of laminated hybrid composite plates is carried out. The effects of stacking sequences, aspect ratios, number of modes, number of layers and various elastic properties on nonlinear vibration are investigated. The presence of bending-extension coupling in antisymmetric plates yields a second power term in addition to a cubic nonlinear term in governing differential equation of motion. In the other symmetric case, this second term vanishes. The fundamental frequency of analytic results are compared with that of ABAQUS FEM analysis. For nonlinear vibration of antisymmetric unimaterial plate, the result of reference is presented for comparison with this result.

정규모드 동역학을 활용한 비선형 진동

  • 박철희
    • Journal of KSNVE
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    • v.7 no.1
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    • pp.6-12
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    • 1997
  • 물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

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Performance Uncertainty Estimation of a Nonlinear Vibration System Based on a Sampling Method (샘플 추출방법에 근거한 비선형 진동계의 성능 불확실성 예측)

  • Choi, Chan-Kyu;Yoo, Hong-Hee
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.113-118
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    • 2009
  • A designer regards the vibration system as a linear system. However, in real world, nonlinearity of a vibration system should exist caused by various factors like manufacturing conditions or uncertain material properties. So, properties of a spring and a damper which are consisting the vibration system have statistical distribution. Therefore, a designer needs to analyze the statistical nonlinearity in a vibration system. In this paper, $1^{st}$ Taylor series expansion method and univariate dimension reduction method apply to a performance measure of nonlinear vibration system, and compare each result. And then, merits and demerits of each method are discussed. For apply more actual problem, a performance measure population is estimated based on design variable samples like properties of spring or damper.

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Methods to Obtain Approximate Responses of a Non-Linear Vibration Isolation System (비선형 진동절연 시스템의 근사적 응답을 구하는 방법)

  • Lee, Gun-Myung
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.19 no.6
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    • pp.23-28
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    • 2020
  • A non-linear vibration isolation system composed of a non-linear spring and a linear damper was presented in a previous study. The advantage of the proposed isolator is the simple structure of the system. When the base of the isolator is harmonically excited, the response component of the mass at the excitation frequency was approximated using three different methods: linear approximation, harmonic balance, and higher-order frequency response functions (FRFs). The method using higher-order FRFs produces significantly more accurate results compared with the other methods. The error between the exact and approximate responses does not increase monotonously with the excitation amplitude and is less than 2%.

Nonlinear Vibrations of Piezoelectric Microactuators in Hard Disk Drives (하드디스크 드라이브용 압전형 마이크로 액추에이터의 비선형 진동 특성)

  • Jeong, Deok-Yeong;Lee, Seung-Yeop;Kim, Cheol-Sun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.25 no.12
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    • pp.2002-2008
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    • 2001
  • Nonlinear vibration characteristics of a piezoelectric-type micro actuator used for hard disk drives are experimentally studied. The nonlinear characterisitics include hysteresis, superharmonic resonance, jump phenomenon, and shifting of natural frequencies. The vibration modes and frequencies of the commercial actuator of the Hutchinson's Magnum series are measured using a laser vibrometer. From harmonic excitation to the PZT acturator, we observe interesting hysteresis patterns with 3 times input frequency. It is shown that the micro actuator has the typical 3 times superhamonic resonances coupled to the first torsional and sway modes of the suspension.

Steady State Amplitude Analysis for a Nonlinear Oscillating Cantilever Beam in Case of 1:1 Internal Resonance (비선형 진동 외팔보의 1:1 내부공진 경우 정상 상태 응답 해석)

  • 이수일;장서일;이장무
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.376-383
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    • 1996
  • 보(beam)는 기계 구조 및 항공 우주 구조물의 기본적인 요소로서, 특히 큰 동적 거동을 하는 경우는 비선형성이 두드러지게 나타나는 것으로 알려져 있고[4], 헬리콥터의 회전날개(rotor blade)나 두께가 얇은 고속회전 축등의 경우에는 비틀림(torsion)과 굽힘(bending) 운동이 비선형 연성되어 나타나게 된다. 이러한 비선형 연성 효과를 갖는 경우에는 운동의 양상이 복잡하게 전개된다. 따라서 본 연구에서는 비선형 연성운동이 생기는 이러한 단순 외팔보에 대해 비선형 진동 특성을 파악하고 각 비틀림(internal resonance)현상[5]에 따른 정상상태 진폭 응답의 해석을 그 목적으로 한다.

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Chaotic Dynamics of a Forced Perfect Circular Plate (강제진동중인 완전 원판의 혼돈운동)

  • Lee, Won-Kyoung;Park, Hae-Dong
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.430-435
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    • 2005
  • 조화가진력이 작용하는 고정경계를 가진 완전원판의 비선형 진동에 대한 응답특성을 연구하였다. 원판의 비대칭모드의 고유진동수 근처에 가진주파수가 작용하는 주공진에서의 응답은 정상파(standing wave)뿐만 아니라 진행파(traveling wave)가 존재한다고 알려져 있다. 주공진 근처의 정상상태 응답곡선에서 최대한 5개의 안정한 응답이 존재하는 것으로 밝혀졌으며, 이들은 1개의 정상파와 4개의 진행파로 나타난다. 이 진행파중 2개는 Hope분기에 의해 안정성을 잃은 후 주기배가운동을 거쳐 혼돈운동에 이르게 된다. Lyaponov 지수를 사용하여 혼돈운동을 정량적으로 평가하였으며, 주평면의 개념을 이용하여 이 혼돈운동의 흡인영역이 Fractal임을 확인하였다.

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Nonlinear vibration characteristics of a vertical passive zero stiffness isolator (수직방향 수동 영강성 제진기의 비선형 진동 특성)

  • Kim, Kyoung-Hong;Ahn, Hyeong-Joon
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.1259-1265
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    • 2007
  • This paper presents nonlinear vibration characteristics of a vertical passive zero stiffness isolator. The passive isolator can achieve zero stiffness through buckling of notched flexure caused by a compressive force. First, a simulation model of the isolator was built based on elastic beam theory. As increasing the compression force, time and frequency responses of the isolator were simulated. In addition, further nonlinear vibration characteristics were investigated through a bifurcation diagram and a Poincare's map, which shows that even chaostic vibration could happen. The simulations show that as the compressive force increases, the stiffness goes close to zero and the nonlinear characteristic becomes stronger to have a great effect on the isolation performance.

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