• 제목/요약/키워드: 강성모델

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비선형 강성 모델을 위한 드레이프 시뮬레이션 결과 추정 (Drape Simulation Estimation for Non-Linear Stiffness Model)

  • 심응준;주은정;최명걸
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제29권3호
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    • pp.117-125
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    • 2023
  • 가상 시뮬레이션을 이용한 의류 디자인 개발에서는 가상과 실제의 차이가 최소화되어야 한다. 가상 의상과 실제 의상의 유사성을 높이는 데에 가장 기본이 되는 작업은 의상 제작에 사용될 옷감의 물성을 최대한 유사하게 표현할 수 있는 시뮬레이션 파라미터를 찾는 것이다. 시뮬레이션 파라미터 최적화 절차에는 전문가의 수작업으로 이루어지는 튜닝 과정이 포함되는데, 이 작업은 높은 전문성과 많은 시간이 요구된다. 특히 조정된 시뮬레이션 파라미터를 적용한 결과를 다시 확인하기 위해 시뮬레이션을 반복적으로 실행할 때 많은 시간이 소요된다. 최근 이 문제를 해결하기 위해 파라미터 튜닝에 주로 사용되는 드레이프 테스트 시뮬레이션 결과를 빠르게 추정하는 인공신경망 학습 모델이 제안되었다. 하지만 기존 연구에서는 비교적 간단한 선형 강성 모델을 사용하였으며 드레이프 시뮬레이션 전체를 추정하는 대신 일부만 추정하고 나머지는 보간하는 방식을 사용하였다. 실제 의류 디자인 개발 과정에서는 주로 비선형 강성 모델이 적용된 시뮬레이터가 사용되지만, 이에 대한 연구는 아직 부족하다. 본 논문에서는 비선형 강성 모델을 대상으로 드레이프 시뮬레이션 결과를 추정하기 위한 새로운 학습 모델을 제안한다. 본 연구에서 제안된 학습 모델은 시뮬레이션 결과인 고해상도 메시 모델 전체를 추정한다. 제시하는 방법의 성능을 검증하기 위해 세 가지 드레이프 테스트 방식을 대상으로 실험을 진행하여 추정 정확도를 평가한다.

끝단형상에 따른 복합소재 단일겹치기 체결부의 응력집중 저감에 관한 연구 (End-Shape Effect for Stress Concentration Reduction of Composite Single-Lap Bonded Joint)

  • 김정석;황재연
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권3호
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    • pp.333-340
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    • 2011
  • 본 연구에서는 복합소재 단일겹치기 조인트의 접착부재 형상 및 필렛 유무에 따른 응력집중 완화 효과를 평가하였다. 이를 위해 6가지 서로 다른 끝단부 형상에 대해 비선형 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 복합재 접착부재와 접착제의 다양한 강성비에 따른 6가지 모델의 최대 전단 및 수직응력의 변화를 고찰하였다. 접착부재가 순방향 테이퍼를 갖는 모델의 경우에는 가장 높은 응력값을 보여 조인트의 접합강도가 가장 취약할 것으로 예상되었다. 이에 반해, 접착부재가 역방향 테이퍼를 갖고 필렛이 존재할 경우 가장 낮은 응력값을 보였다. 접착부재와 접착제의 강성변화에 따른 최대응력 변화를 고찰한 결과 접착부재의 강성은 클수록, 접착제 강성은 낮을수록 응력집중은 완화되었다.

선반 구조변경을 위한 현장용 공구대 강성계산모델 (Practical Turret Stiffness Calculation Model to Modify Lathe Structure)

  • 허성혁;김수진
    • 한국기계가공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.19-24
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    • 2017
  • In this research, a practical stiffness calculation method is developed and applied for modifying the height of the headstock, turret, and tailstock of a CNC lathe to enlarge the turntable diameter. The casting structure is assumed to be a rigid body and the linear motion element to be an elastic spring to simplify the turret stiffness calculation model. The stiffness of the sliding guide and ball screw of the original lathe is measured with a push tester and LVDT sensor, and the turret stiffness of the modified lathe is predicted and compared with experimental results to verify the model. The measured stiffness of the original turret is $0.17kN/{\mu}m$ and that of the modified turret is $0.11kN/{\mu}m$, i.e., an 18% difference from the predicted result. The verified stiffness calculation model can be used to develop another modified lathe.

유한요소법을 이용한 고무 연결요소의 정-동강성 계수에 관한 연구 (Study on the Static and Dynamic Stiffness Coefficients of Rubbers Connector by Using Finite Element Method)

  • 박노길;박성태
    • 전산구조공학
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    • 제8권2호
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    • pp.103-113
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    • 1995
  • 고무 재질로 이루어진 차량 구조물의 연결요소에 대한 등가 강성계수는 차량 시스템 동역학 특성에 매우 민감하게 영향을 주므로 이에 대한 신뢰성있는 해석이 요구된다. 본 논문에서는, 고무의 역학 모델을 정하중 하에서는 유한 변형 및 Hook 모델로 그리고 동하중 하에서는 Voigt 모델로 가정하여, 연결요소의 등가 정-동강성계수를 유한요소법으로 해석하고자 한다. 실제 차량에 사용되고 있는 동일 모양의 방진고무들을 실험 평가한 결과 강성계수값들의 분산 정도가 심함을 알 수 있었다. 유한요소 해석에 필요한 고무 재질의 물성치의 신뢰성을 높이기 위하여 제품의 특정 방향 정특성 실험 데이타로부터 역으로 재질의 물성치를 규명하였다. 그 물성치로부터 원하는 방향에서의 강성계수를 산출하여 실험치와 비교하여 효용성을 보였다.

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수치모델을 이용한 버킷기초의 장기거동 분석 (Analysis of Long-term Behavior of Bucket Foundation Using Numerical Model)

  • 박정선
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제22권10호
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    • pp.31-36
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    • 2021
  • 풍력발전기 기초의 누적 회전각과 침하량을 예측하는 것은 매우 중요하다. 하지만 반복하중에 따른 버킷기초의 장기거동을 분석하는 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 다양한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 반복 삼축압축시험으로부터 도출된 강성감소 경험식을 수치모델에 사용자 서브루틴으로 적용하여 해석을 수행하였다. 강성감소 모델을 사용하여 버킷기초의 누적 회전각을 산정하였으며, 반복하중 작용 시 거동에 영향을 주는 주요인자에 대한 분석이 이루어졌다.

전단빌딩의 강성행렬 및 부재의 강성추정을 위한 부분공간 시스템 확인기법에서의 행켈행렬의 크기 결정 (Determining the Size of a Hankel Matrix in Subspace System Identification for Estimating the Stiffness Matrix and Flexural Rigidities of a Shear Building)

  • 박승근;박현우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.99-112
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    • 2013
  • 이 논문은 부분공간 시스템 확인기법을 이용하여 전단빌딩의 강성행렬과 부재의 강성을 추정하는 기법을 소개한다. 시스템 행렬은 입력-출력 데이터로 구성된 행켈행렬을 LQ 분해와 특이치 분해를 통해 추정한다. 추정된 시스템 행렬은 닮음 변환을 통해 실제 좌표축으로 변환하고, 변환된 시스템 행렬로부터 강성행렬을 계산한다. 추정된 강성행렬의 정확성과 안정성은 행켈행렬의 크기에 따라 변한다. 전단빌딩의 기저 유한요소 모델을 이용하여 행켈행렬의 크기에 따른 강성행렬의 추정 오차 곡선을 구한다. 오차 곡선을 이용하여 목표 정확도 수준에 부합하는 행켈행렬의 크기들을 결정한다. 이렇게 선택된 행렬의 크기들 중에서 부분공간 시스템 확인의 계산비용을 고려하여 보다 적절한 행렬의 크기를 결정할 수 있다. 결정된 크기의 행켈행렬을 이용하여 강성행렬을 추정하고 추정된 강성행렬로부터 부재의 강성을 추정한다. 제안된 방법을 손상 전후의 5층 전단빌딩 수치 예제에 적용하여 타당성을 검증한다.

터널 사전보강 영역의 효과적 수치해석을 위한 등가 물성치 결정 기법 (Equivalent Design Parameter Determination for Effective Numerical Modeling of Pre-reinforced Zones in Tunnel)

  • 송기일;조계춘
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.151-163
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    • 2006
  • 대단면 터널에서 시공되는 사전보강공법에 의한 보강영역의 보강효과를 수치해석적으로 모델링하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있지만 실무자들은 공학적인 방법보다는 경험적인 방법과 문헌을 참고하여 설계를 수행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 상용 프로그램에서 직접적으로 적용할 수 있는 사전보강 영역의 물성치 결정에 있어서 거시적 접근법의 개념을 기반으로 미시적 접근법을 적용한 등가 물성치를 결정하는 기법을 제시하고 3차원 수치해석을 통한 실제모델 해석결과와 다른 여러 미시적 접근법들과의 비교 분석을 수행하여 타당한 보강영역 물성치 결정기법을 제시하였다. 해석 결과 구근과 강관의 병렬연결 강성이 원지반과 직렬로 연결되는 사전보강영역의 직병렬 강성 시스템과, 구근과 강관의 직렬 강성 시스템이 실해와 가장 근사한 변위를 예측하였으나 후자의 경우 그 모델링 과정이 복잡하므로 본 연구에서는 간편법으로써 직병렬 강성 시스템을 제안한다. 직병렬 강성 시스템은 천단변위에 대해 풍화암 지반에서는 약간 안전측으로, 내공변위와 지표면 변위에 대해서는 정밀모델의 결과와 거의 동일하게 거동하는 것으로 분석되었으며 풍화토와 풍화암 지반에서 동일한 변위 경향성을 나타낸다. 본 연구에서 제시된 사전보강영역의 직병렬 강성 시스템은 실제모델로 대표되는 보강지반의 거동 메카니즘을 효과적으로 나타내는 것으로 분석된다.

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반강성 특성이 반영된 전정 유모세포 모델의 활동전위 생성에 관한 연구 (A Study on the Action Potential Generations of the Vestibular Hair Cell Model with Negative Stiffness Feature)

  • 김동영;홍기환;김규성;이상민
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권9호
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    • pp.190-199
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    • 2014
  • 본 논문에서는 섬모 번들 특성 모델과 통합 전정 유모세포 모델을 제안한다. 기존 전정기관 모델에 관한 연구는 외력이 없는 상태에서 전정 유모세포의 섬모 번들이 가지는 특성이나 시냅스에서 발생하는 활동전위만을 대상으로 진행되었으며 섬모번들의 고유 특성을 고려한 전정신경의 활동전위에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 제안된 통합 전정 유모세포 모델은 외력을 반영하였고 서로 다른 규칙성을 가진 유모세포에 대해 각각의 섬모번들의 반강성 특성을 고려하였고 이를 기존의 외력없는 모델과 비교하였다. 그 결과 외부 자극의 변화에 따른 주파수 변화가 큰 불규칙적 신경섬유와 중간규칙적 신경섬유에서는 반강성 구간의 감소를 보였으나 그렇지 않은 규칙적 신경섬유에서는 기존의 반강성 특성과 유사한 특성을 보여주었다. 또한 제안된 전정 유모세포 모델을 통해 11개의 주파수 대역에서의 모델링 데이터와 기존의 동물 실험 데이터가 거의 일치함을 보여 주었다. 제안된 섬모 번들 특성 모델이 적절히 모델링되었음이 확인된다.