• 제목/요약/키워드: 대변형 해석

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ABAQUS를 이용한 O-링 밀봉 부의 설계민감도 분석기법 연구

  • 이방업;구송회;조원만;오광한
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
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    • pp.3-11
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    • 1996
  • 본 연구는 고체 추진기관의 각종 밀봉 부에 많이 사용되는 O-링의 설계시 고려되는 각종 형상인자의 변화에 따른 O-링의 거동과 응력 상태를 분석하여 설계 최적조건을 찾기 위한 내용을 다루고 있다. 조립 부의 내외경과 조립 공차, 챔퍼길이와 각도, 조립 홈의 외경, 깊이, 폭, 구성반경, O-링의 내경과 선 직경 등의 설계 변수에 의한 조립부 형상과 재료의 물성치, 유한요소 선택 및 요소 분할, 경계조건, 하중조건, 접촉부 정의 등을 MSC/PATRAN3의 $PCL^{[1]}$/로 프로그래밍 하여 설계변수에 의한 결과 분석을 손쉽게 수행할 수 있도록 시도하였다 고무의 Hyperelastic 물성치는 문헌상의 자료$자료^{[2]}$에 제시된 Ogden 상수를 사용하였으며 추후에는 인장시험, 순수전단시험, 이 축 인장시험을 통해 실험적으로 측정$^{[3]}$ 하여 적용할 예정이다. 고무의 대변형, 대 변형률을 고려한 비선형 응력해석은 MSC/PATRAN3의 Advanced FEA 모듈과 ABAQUS 5.5를 사용하였다. 본 연구에서의 해석결과를 설계변수들의 영향을 비교 분석하는데 사용하였으나 그 정확도가 입증된 상태는 아니며 추후 실제 조립 및 수압시험을 통해 평가할 예정이다.

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비선형 대변형 유한요소해석을 이용한 방진고무부품의 특성예측 및 평가 (Prediction and Evaluation of Rubber Components using Large Deformation Non-linear Finite Element Analysis)

  • 우창수;김완두;조성도성
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.286-291
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    • 2000
  • The finite element analyses of mechanical rubber components are executed to predict the behavior of deformation and stress distribution in destgn step. The non-linear properties of rubber which are described as strain energy functions are important parameters to design and evaluate rubber components. These are determined by material tests which are tension, compression and shear test. The behaviors of loads-displacements of rubber components such as a roll tubber spring and resilient ring and additional spring for railway suspension system are evaluated by using commercial FEA code. It is shown that the results by FEA simulations are in close agreement with the test results.

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Modified Cam-Clay Model을 이용한 피에조콘 시험의 수치해석 (Numerical Analysis of Piezocone Test using Modified Cam-Clay Model)

  • 김대규;이우진
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.89-99
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    • 2001
  • 본 연구에서는 가장 널리 사용되고 있는 지반모델인 Modified Cam-Clay 모델을 이용하여 피에조콘 관입 및 소산시험의 수치해석을 수행하였다. Modified Cam-Clay 모델 및 관련 유한요소 식들을 피에조콘 관입의 대변형 현상을 고려하기 위하여 Updated Lagrangian frame에서 formulation 하였다. 유한요소 해석 결과 얻어진 콘 관입저항치, 간극수압 및 소산곡선을 양산지역 현장 시험결과와 비교 분석하였다. 수치해석 결과는 시험결과와 비교적 잘 부합하는 것으로 고찰되었으나 보다 현실에 근접한 simulation을 위하여 연속적인 깊은 관입의 적절한 수치해석적 modeling이 요구되는 것으로 고찰되었다.

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압력과 모멘트의 복합하중을 받는 곡관의 소성 붕괴하중 예측식 개발 (Closed-Form Plastic Collapse Loads of Pipe Bends Under Combined Pressure and In-Plane Bending)

  • 오창식;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권8호
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    • pp.1008-1015
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    • 2006
  • Based on three-dimensional (3-D) FE limit analyses, this paper provides plastic limit, collapse and instability load solutions for pipe bends under combined pressure and in-plane bending. The plastic limit loads are determined from FE limit analyses based on elastic-perfectly plastic materials using the small geometry change option, and the FE limit analyses using the large geometry change option provide plastic collapse loads (using the twice-elastic-slope method) and instability loads. For the bending mode, both closing bending and opening bending are considered, and a wide range of parameters related to the bend geometry is considered. Based on the FE results, closed-form approximations of plastic limit and collapse load solutions for pipe bends under combined pressure and bending are proposed.

선형 상보성 수식화를 이용한 마찰 접촉 대변형 동역학 문제의 해석 (Large Displacement Dynamic Analysis with Frictional Contact by Linear Complementarity Formulation)

  • 성재혁;곽병만
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.674-679
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    • 2001
  • For a large deformation nonlinear dynamic analysis of two-dimensional frictional contact, the linear complementarity formulation combined with a linearization is used. The solution procedure is based on the total Lagrangian formulation with a predictor and corrector scheme. For contact searching, a hierarchical scheme with a circular territory is used. A second-order approximation of displacements is used to detect impact time and position. The formulation is illustrated by means of numerical examples.

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극대변형 해석을 위한 SPH 수치기법 개발 및 ExLO 코드 연계 (Integration of 3-Dim SPH Scheme into the ExLO Code)

  • 이민형;조영준
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.532-537
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    • 2011
  • This paper describes the development of SPH(Smooth Particle Hydrodynamics) scheme and integration into the multi-material shock physics code(ExLO) for the purpose of the application to the extreme large deformation problems. SPH numerical scheme has been extended into the fluid dynamics and the high-speed impact events, such as space structure protection against space debris and meteorite catering. Like other hydrocodes, SPH scheme also solves the conservation equations with the constitutive equation including equation of state. The benchmark problem, Taylor-Impact test, was simulated and the predictions show good agreements with both the published numerical data and experimental data. Currently, the contact treatment between materials is under development.

압축하중을 받는 원통실린더의 후좌굴 거동 및 좌굴강도 (Post-Buckling Behaviour and Buckling Strength of the Circular Cylinder Under Axial Compression)

  • 구본국
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.260-266
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    • 2018
  • 곡률을 갖고 있는 쉘 부재들은 선박 및 육상구조 내에서 캠버와 선수, 선미, 파이프 및 저장용 탱크에 주로 사용되고 있다. 이러한 곡률 쉘 부재들은 기본적으로 원통형 실린더 부재의 일부라고 간주할 수 있다. 일반적으로 곡률의 존재는 압축하중 작용 시 좌굴강도 및 최종강도를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 이러한 영향을 확인하기 위하여 탄성대변형 시리즈해석을 수행하였으며, 매개변수의 영향을 분석하였다. 실린더의 최종강도 거동은 초기처짐과 해석모델링 방법에 큰 영향을 받는 것을 확인하였다.

섬유다발의 굴곡도에 따른 유연직물복합재료의 등가탄성계수 예측 (Prediction of Equivalent Elastic Modulus for Flexible Textile Composites according to Waviness Ratio of Fiber Tows)

  • 서영욱;김성준;안석민
    • 항공우주기술
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    • 제9권2호
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    • pp.73-79
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    • 2010
  • 본 연구에서는 비선형 유한요소 해석을 수행하여 굴곡도에 따른 유연직물복합재료의 등가 탄성계수를 예측하였다. 해석은 상용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 수행되었다. 해석에서는 섬유다발의 재료적 비선형성과 대변형 시 발생하는 기하학적 비선형성이 고려되었으며, 섬유다발의 대 전단 변형으로 발생하는 기하학적 비선형성을 고려하기 위하여 사용자 부프로그램을 작성하여 이를 ABAQUS내에 삽입하였다. 결과에서는 일축하중 상태에 있는 유연직물복합재료의 응력-변형률 거동을 예측하여 이로부터 계산된 등가탄성계수를 시험결과와 비교하였으며, 다양한 섬유 굴곡도를 갖는 유연직물복합재료에 대한 등가탄성계수를 계산하였다.

영역/경계 분할에 의한 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율화 (Computational Efficiency of Thermo-Elasto-Viscoplastic Damage and Contact Analyses by Domain/Boundary Decomposition)

  • 김성준;신의섭
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.153-161
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    • 2009
  • 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 위하여 열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 제안하였다. 대변형과 같은 지하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

수직 등분포 하중을 받는 고정 지점 포물선 아치 리브의 면내 좌굴 강도 (In-plane buckling strength of fixed arch ribs subjected vertical distributed loading)

  • 문지호;윤기용;김성훈;이학은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권4호통권77호
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    • pp.439-447
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    • 2005
  • 아치 리브가 수직 하중을 받는 경우, 예기치 않게 면내 방향으로 좌굴이 발생될 수 있다. 따라서 설계자는 아치 리브의 면내 안정성을 설계 시 반드시 고려해야 한다. 본 논문에서는 유한 요소 해석을 통하여 수직 등분포 하중을 받는 고정지점 포물선 아치 리브의 탄성, 비탄성 면내 좌굴 강도를 연구하였다. 본 연구에서 사용된 아치 리브의 스냅-스루 현상과 비탄성 거동을 모사하기 위한 유한 요소 해석 모델은 기존 연구자들의 실험 결과를 이용하여 검증되었다. 또한 아치 리브의 면내 극한 강도를 결정하기 위하여 대변형과 재료의 비탄성, 잔류응력을 고려하였으며, 마지막으로 유한 요소 해석의 결과를 EC3 설계기준과 비교, 분석 하였다.