• 제목/요약/키워드: 강-소성 유한요소해석

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재료 물성 모델러와 Abaqus를 활용한 핫 프레스 포밍 후의 보론 강판내 잔류음력의 예측 (Prediction of Residual Stresses in the Boron Steel Sheet after Hot Press Forming using Material Properties Modeler and Abaqus)

  • 지민욱;서영성;김영석
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.493-496
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    • 2008
  • The residual stress generated in the boron steel blank formed via hot press forming process was predicted by JMatPro, a material property modeler, and Abaqus. The numerical predictions were compared by the experimental measurements obtained by the instrumented indentation. Both the predicted and measured principal stresses monitored at the outer surface of central bending position were qualitatively in good agreement. It was concluded that the residual stresses generated from hot forming process is not negligible as it has been generally assumed, although the spring back deformation is quite small. This should be specially considered from the part design stage since the tensile nature of the residual stress exhibited on the surface may lead to the stress corrosion cracking.

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유한요소법을 이용한 초소성 성형공정 해석 (Analysis of Superplastic Forming Processes U sing Finite Element Method)

  • 홍성석;김민호;김용환
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.1411-1421
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    • 1995
  • A rigid visco-plastic finite element method has been developed for modeling superplastic forming processes. The optimum pressure-time relationship for a target strain rate and thickness distributions was predicted using two-node line element based on membrane approximation for plane strain and axisymmetric condition. Analysis of superplastic forming was carried out using the developed program and the numerical results were compared to the values available in the literature for plane strain problems. For description of the contact between the dies and sheet, the direct projection method was applied to the complicated problem and the validity of the scheme was tested. Experiments for the various geometries such as hemisphere and cone were performed with the developed forming machine using the calculated optimum pressure-time curves. Comparison between analysis and experiments showed good agreement.

라틴방격법을 이용한 고속 충격 알루미늄합금의 파괴거동에 미치는 충격자 영향 분석 (Influence Factor Analysis of Projectile on the Fracture Behavior of Aluminum Alloys Under High Velocity Impact with Latin Square Method)

  • 김종탁;조창희;김진영;김태원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권9호
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    • pp.1021-1026
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    • 2011
  • 경량화와 강도 관점에서 구조부재에 대한 충돌 문제들은 방위산업, 고속운송수단을 포함한 다양한 분야에서 매우 중요시 되고 있다. 본 연구에서는 수치해석적 기법을 도입하여 알루미늄합금 판재에 대해 충격자의 충돌 조건에 따라 고속충격 환경에서의 파괴거동을 분석하였다. 충격자의 충돌조건은 형상, 속도, 각도의 3 가지 조건을 설정하였으며, 반복적 계산 소요를 줄이기 위하여 실험계획법의 한 종류인 라틴방격법을 도입하였다. 조건 변화에 따른 유한요소해석 결과를 통하여 충격흡수에너지량과 소성변형량을 계산하였으며, 이를 바탕으로 분산분석법을 수행하였고 따라서 각 인자 대한 영향도 평가를 수행할 수 있었다. 결과를 통해 충격흡수에너지 관점에서 충돌속도가 가장 큰 영향을 나타내었으며, 소성변형량 관점에서는 충돌각도가 가장 큰 영향인자로 평가되었다.

지수 사상을 이용한 비선형 열-탄소성 고체의 유한요소해석 : 모델과 시간적분법 (Finite Element Formulation for the Finite Strain Thermo-Elasto-Plastic Solid using Exponential Mapping Algorithm : Model and Time Integration Scheme)

  • 박재균
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.19-25
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    • 2004
  • 일반적으로 운동방정식을 풀기 위해 많이 이용되는 선형근사모델은 계산이 용이한 반면에 큰 변형상태에서는 그 오차가 커지는 단점이 있다. 따라서 엄밀한 구조물의 응답해석을 위해서는 물성과 기하에 대한 비선형성을 고려해야 한다. 또한, 강과 같이 연성이 큰 재료는 소성 변형을 일으키면서 소산되는 에너지의 대부분이 열로 변하게 되며, 이 열은 열역학 제1 법칙과 2 법칙에 따라 다른 부분으로 전달된다. 이렇게 전달된 열은 온도를 상승시켜 재료의 강도를 약화시키는 역할을 하며, 이것이 다시 구조물의 응답에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지진 등의 큰 하중을 받거나 화재로 인한 열 하중을 받는 강구조물의 비선형 대 변형 현상을 적절히 해석할 수 있는 열-탄소성 물성모델을 제안하고 3차원 유한요소해석을 수행하려다.

원형강관 X-이음 트러스접합부의 압축 주강관소성화 평가 (Evaluation of Compressive Chord Plastification of Circular Hollow Section X-joint Truss Connection)

  • 이경구;신용섭;손은지
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.447-454
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    • 2015
  • 원형강관구조 접합부는 재료의 발전과 접합부의 복잡한 국부 거동 때문에 지속적인 연구되고 있다. 이 연구는 지강관에 압축력이 작용하는 원형강관 X-이음 트러스접합부의 주강관 소성화변형과 접합부 강도에 재료강도와 주강관벽세장비가 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 재료강도와 주강관벽세장비를 변수로 하여 다양한 원형강관 X-이음 트러스접합부에 대하여 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS Mechanical APDL을 사용하여 정밀유한요소해석을 수행하였다. 해석결과를 토대로 현행 건축구조기준에서 제시하는 주강관소성화 한계상태의 접합부 설계강도를 검토하였다. 결론적으로 원형강관 X-이음 트러스접합부 설계에서 고려해야 할 사항을 제시하였다.

반복재하를 받는 각형강관기둥의 손상에 관한 연구 (A Study on the Damage of Steel Square Tubular Columns under Cyclic Loading)

  • 박연수;전동호;서병철;김욱;최동호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제15권4호통권65호
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    • pp.369-378
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    • 2003
  • 본 연구에서는 강부재에서의 손상지수를 제시하여 반복하중재하를 받는 각형강관 기둥의 파괴에 이르는 과정을 손상지수를 이용하여 규명하였다. 이를 위해 유한요소 프로그램을 이용하여 비선형 해석을 수행하였고 이에 대한 손상과정을 비교 분석하였다. 재료시험을 실시하여 재료물성치와 강종별 변형률특성을 구하였으며 이를 바탕으로 강종과 하중재하조건의 변수를 주어 이 인자들이 부재의 손상에 미치는 영향을 비교하였다. 각 변수에 따른 변형률 특성과 누적소성변형률 이력곡선을 바탕으로 하는 하중조건과 강종이 손상에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었다.

단일황복면 구성모델을 이용한 정규압밀 점토지반의 비배수 거동해석 (Undrained Behaviour of Normally Consolidated Clay Foundation Using Single-Hardening Constitutive Model)

  • 정진섭;이강일;박병기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1229-1241
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    • 1994
  • 본 연구는 탄 소성이론에 기초를 둔 Lade의 단일항복면 구성모델을 이용하여 정규압밀 점토지반의 비배수 거동을 연구한 것이다. 시료는 영산강 하류에서 채취한 무안 점토를 재생성시켜 동방압축팽창시험과 압밀비배수 삼축압축시험을 하여 이 구성모델에 필요한 11개의 토질매개변수를 결정하였다. 또한 비배수거동해석을 위한 유한요소 프로그램을 개발하였으며, 프로그램의 정도를 검증하기 위하여 매개변수결정에 사용된 시험결과를 역해석하였다. 그리고 2차원 모형지반에 재하시험을 실시하고 결과를 유한요소 프로그램으로 수치해석하여 서로 비교 검토하였다.

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스테인레스 스틸/질화규소 접합체의 기계적 특성 및 유한요소법에의한 잔류응력 해석 (Mechanical Strength and FEM Residual Stress Analysis of Stainless Steel/$Si_{3}M_{4}$ joints)

  • 김태우;박상환
    • 한국재료학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.468-475
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    • 1995
  • 활성금속 브레이징 방법으로 스테인레스 스틸과 질화규소를 접합하여 기계적 특성 및 유한요소법을 사용하여 접합체에서 발생되는 잔류응력의 크기를 조사하였다. 고강도 접합체를 제조하기 위하여 연성금속인 Cu 및 Cu/Mo 적층체를 중간재로 사용하였으며, 중간재의 두께 및 구조에 따라 접합체에서 발생되는 잔류응력의 크기 및 분포가 접합강도에 미치는 영향에 관하여 조사하였다.중간재인 Cu의 두께가 0.2mm 일대 세라믹스에 발생되는 최대 잔류응력의 크기가 급격히 감소하였으며, 최대 접합강도가 나타났다. Cu/Mo 다층 중간재를 사용한 접합체에서는 Cu/Mo 두께비가 감소할수록 접합강도는 증가되었다. 스테인레스 스틸/질화규소 접합체에서 Cu/Mo 중간재의 사용은 Cu 중간재 사용보다 접합강도를 증가시키는데 효과적이었으며, 최대 접합강도는 450Mpa 정도이었다. Cu/Mo 중간재를 사용한 접합체에서는 Mo에 최대 인장방향의 잔류응력이 발생하여 강도 측정시 Mo의 지배적인 소성변형으로 잔류응력이 감소되어 접합체의 접합강도를 향상시키는 것으로 생각된다.

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탄소강의 펄라이트 변태에 대한 유한요소 해석 (Finite Element Analysis for Pearlite Transformation of Carbon Steel)

  • 탄소강
    • 한국생산제조학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.69-75
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    • 2000
  • The object of the research is to estimate for pearlite structure of quenched carbon steels. The effects of temperature on physical properties metallic structures and the latent heat by phase transformation were considered. In this study a set of constitutive equations relevant to the analysis of thermo-elasto plastic materials with pearlite phase transformation during quenching process way presented on the basis of continuum thermo-dynamics. The iso-thermal transformation curve of the SM50C was formlated by cubic spline curve. The formulated equations of evolution in pearlite transformation was used for structure analysis. The volume fraction of pearlite was obtained from the results of calculated metallic structure by Finite element equation.

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대변형(大變形) 효과(效果)를 고려(考慮)한 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 탄(彈)-소성(塑性) 유한요소해석(有限要素解析) (Elasto-Plastic F.E. Analysis of Plane Framed Structures including Large Deformation Effects)

  • 김문영;유순재;이명재
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.105-117
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    • 1994
  • 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)에 대해 기하학적(幾何學的)인 비선형성(非線形性)과 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 이용한 재료(材料)의 비선형성(非線形性)이 동시에 고려될 수 있도록 한 유한요소이론(有限要素理論) 및 해석방법(解析方法)을 제시한다. 단면(斷面)은 길이방향으로 일정하고, 구형(矩形) 및 I형(形) 단면(斷面)을 갖는 것으로 가정한다. 휨모멘트와 축방향력(軸方向力)의 결합된 효과를 고려한 한계함수(限界凾數) 사용하여 평면(平面)뼈대부재(部材)의 탄소성(彈塑性) 강도(剛度)매트릭스를 유도(誘導)한다. 변위증분법(變位增分法)을 적용하여 탄소성해석(彈塑性解析)에 의한 뼈대 구조물(構造物)의 극한거동(極限擧動)을 추적한다. 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교(比較) 분석(分析)함으로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性) 입증(立證)한다.

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