Free Torsional Vibration of Linearly Tapered I-Beams

선형(線形) 변단면(變斷面) I-형(型) 보의 비틂진동(振動)

The stiffness and mass matrices are developed for free torsional vibration analysis in linearly tapered thin-walled I-beams that takes into account the effect of warping torsion. The approximate shape functions are used for formulating stiffness and mass matrices. Significant improvements of accuracy and efficiency of free vibration analysis are achieved by using the stiffness and mass matrices developed in this study. Frequencies of free vibration of tapered members are compared with solutions based upon stepped representation of beam element and also are verified with model tests. The stiffness and mass matrices presented in this study can be used for the free vibration analysis of tapered and prismatic thin walled I-beams and space structures involving warping torsion.

선형(線形) 변단면(變斷面) I-형(型) 부재(部材)의 비틂에 관한 고유진동해석(固有振動解析)을 위하여 강도행렬(剛度行列)과 질량행렬(質量行列)을 유도하였다. 유도과정(誘導過程)에서 형상함수(形狀函數)는 근사적으로 가정하였다. 변단면(變斷面) 부재(部材)의 구조물(構造物)을 해석하기 위하여 본 연구에서 유도된 강도행렬(剛度行列)과 질량행렬(質量行列)을 사용하여 구한 고유진동수(固有振動數)와 변단면(變斷面) 부재(部材)를 균일단면(均一斷面) 탑형태(塔形態)로 표현하여 구한 고유진동수(固有振動數)를 비교하여 본 연구 결과 효율성과 정확성이 증진된 것을 확인하였으며 실험(實驗) 결과와도 비교하였다. 본 연구에서 유도된 강도행렬(剛度行列)과 질량행렬(質量行列)은 변단면(變斷面) I-형(型) 부재(部材)와 균일단면(均一斷面) I-형(型) 부재(部材)의 자유진동해석(自由振動解析)에 사용할 수 있으며 ?을 고려한 3차원 해석에도 유용하게 사용될 수 있을 것이다.