종 방향으로 진동하는 FGM rod의 스펙트럴요소 모델 개발

초록

재료의 물성치가 축 방향으로 변화하는 functionally graded materials(FGM)로 제작된 봉(rod)에 대한 관심이 최근 크게 높아지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 종 방향으로 진동하는 FGM 봉의 진동특성을 보다 정확하게 예측하기 위한 동역학 모델로서 스펙트럴요소모델을 개발하였다. FGM 봉의 운동방정식을 유도하는 과정에서 Mindlin-Herrmann의 봉 이론을 적용함으로써 반경방향으로의 변형을 고려하였다. 본 연구에서 개발한 스펙트럴요소모델의 정확성을 유한요소모델로 구한 수치해석 결과와의 비교를 통해 검증하였다. 또한 이전의 연구에서 개발한 FGM 봉에 대한 스펙트럴요소모델과 본 논문에서 개발한 모델의 스펙트럴요소모델을 상호비교하였다.