크랙과 집중질량을 가진 회전 외팔보의 진동해석

Abstract

본 논문에서는 임의의 위치에 크랙과 집중질량을 가지는 회전 외팔보의 진동해석을 수행하였다. 외팔보의 굽힘방향 지배방정식으로부터 유도된 일반해에 크랙에 의해 추가로 발생하는 경계조건과 연속조건을 적용하여 특성방정식을 구하는 방법으로 고유진동수를 구하였다. 크랙에 의한 탄성에너지는 Castigliano의 정리를 이용한 유연행렬을 통해 나타냈으며 이에 따른 응력집중현상은 1차 파괴모드만 고려하였다. 크랙은 비선형 효과를 무시한 비전진 개구형이라 가정하고 크랙과 집중질량의 위치와 크기가 회전외팔보의 고유진동수에 미치는 영향을 수치해석을 통해 살펴보았다.; In this paper the vibration analysis of rotating cantilever beams having a crack and a concentrated mass are performed. The influences of a concentrated mass, the crack depth, and the crack position on the natural frequencies of the rotating cantilever beam are investigated by a numerical method. The cracked cantilever beam is modeled based on the Euler-Bernoulli beam theory. The flexibility due to crack is calculated using a fracture mechanics theory. The crack is assumed to be opened during the vibrations. As inspected, as the crack depth and the concentrated mass increase, the natural frequencies of the beam decrease. In general, the natural frequencies of the rotating cantilever beam are more sensitive to the rotating angular velocity than the depth of the crack and the position of the crack.