• 제목/요약/키워드: 돔 형상

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쉘의 기하학적 모델링과 유한요소 해석, 형상 최적설계 (Geometric Modeling, Finite Element Analysis, and Shape Optimization of Shell Structures)

  • 조맹효;노희열;김현철
    • 전산구조공학
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    • 제17권1호
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    • pp.25-33
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    • 2004
  • 쉘은 곡률을 가지는 얇은 구조물로 정의된다. 자동차를 비롯하여 항공기, 우주 발사체, 인공위성, 선박 등의 운송수단과 건축물의 돔(done)과 같이 공간을 효율적으로 활용하고 동시에 경량화를 확보할 필요가 있는 경우에 쉘은 널리 사용되는 구조물이다. 쉘 이론은 1960년대까지는 전문가의 영역에 속해 있는 학문이었고 구조역학을 전공한 사람들에게도 다루기 어 려운 구조물로 인식되어 왔다. 실제 다양한 쉘의 거동은 역학과 수학의 폭넓은 지식을 요구하고 학문으로서도 그 속에서 평생을 보낼 만큼 매력적이고 어려운 부분들을 포함하고 있다고 생각된다.(중략)

알루미늄 돔 구조물에서 표면의 삼각형 최적 형상 모델링 (Modeling of the triangle optimum shape in the surface of an Aluminum dome structure)

  • 이성철;조종두
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.647-650
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    • 1997
  • A complete dome structure is based on a basic dome modeling, and the basic dome modeling affects safety of the dome structure. In other to save the manufacture expenses, an optimum shape modeling of a dome structure is necessary work of before manufacture of the dome. In this study, modeling of the triangle optimum shape in the surface of an aluminum dome is more focused to optimize shape of the dome and save manufacture expenses. After being made the systematic procedure of the basic modeling, the programming work of the procedure is performed. The program is made by C language, and the trust of the program is proved by comparison between output data of the program and basic modeling in PATRAN.

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PIV를 이용한 액체 램재트 엔진 연소실의 유동 계측

  • 양근수;조동우;김규남;손창현;이충원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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    • pp.15-15
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    • 2000
  • 두 개의 사각형 유입구가 $90^{\cire}$의 각도를 이루고 있는 액체 램제트 엔진의 연소실 형상을 최적화하기 위해서 수조를 이용한 연소실 유동 계측 실험을 수행하였다. 공기 유입구의 연소실 유입 각도는 $30^{\cire}$, $45^{\cire}$$60^{\cire}$인 세 가지 형상의 연소실 모형을 제작하였으며, 각각의 유입 각도에 대하여 연소실 재순환 영역의 크기를 5가지로 변화시킬 수 있도록 모형을 제작하였다. 그리고 연소실의 배면은 돔의 형태로 하여 재순환이 잘 이루어지도록 모형을 제작하였으며, 유입구에서 연소실로 들어가는 유동의 안정화를 위해 안내깃을 세 개 설치하여 실험하였다.(중략)

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이종재료가 보충된 나사산을 갖는 용기의 구조안전성 평가 (Evaluation of the Structural Safety of a Vessel with Different Material(Cr-13)-Supplemented Screw Thread)

  • 최용훈;배준호;김철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권4호
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    • pp.375-382
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    • 2015
  • 이음새 없는 용기의 돔(Dome) 및 넥크(Neck) 부분 성형을 위해 일반적으로 열간 스피닝 공정이 이용되나, 대부분 현장 작업자들의 경험이나 시행착오에 의해 제작되고 있다. 이로 인하여 열간 스피닝 공정 시, 용기 넥크 부위의 저부부터 상부까지 내경이 동일한 성형을 요구하지만, 고속회전하는 롤러의 이동에 의하여 재료가 성형되는 스피닝 공정의 특성상, 돔 부분의 끝단부인 넥크 부위에서 내경이 벌어지는 형상오차의 문제가 발생한다. 이에 본 연구에서는 스피닝 가공 후, 탭핑 공정을 위하여 이종재료(Cr-13)가 보충된 나사산 모델에 대하여 이론적 해석 및 유한 요소 해석을 수행한 후, 해석결과를 토대로 작동환경하에서 용기의 구조안전성을 검증하였다.

Type4 복합재 용기의 돔 형상에 따른 파열형태에 관한 연구 (A Study on Failure Modes of Type4 Composite Pressure Cylinders according to Shapes of Domes)

  • 조성민;김광석;조민식;이선규;이승국;류성기
    • 한국기계가공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.13-18
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    • 2017
  • In this work the augmented safety of Type 4 composite vessel in accordance with uniform-stress design has been demonstrated through a series of burst tests and structural analyses. For this end, three sample vessels were used: (1) designed as guided by the isotensoid dome theory (called iso-dome cylinder); (2) with dome longer compared to uniform-stress design (called prolate cylinder); and (3) with dome wider than uniform-stress design (called oblate cylinder). Structural analyses have been performed using ABAQUS finite element code based on the periodic symmetry to circumferential direction. As a result, the maximum stresses are induced around the bodies of all three cylinders. However, the analyses, with the assumption of possible defect demonstrate that the maximum stresses are induced around the dome knuckles for the prolate and the oblate cylinders. The results of the burst tests for the three cylinders show that the burst initiates from the cylinder body of the iso-dome cylinder and from the dome knuckles of the prolate and the oblate cylinders. Finally, it is recommended that, to comply with DOT CFFC 2007, the dome shape should be designed and fabricated as guided by the isotensoid dome theory.

열가소성 유리섬유/PP 복합재의 반구돔 열성형 평가 및 비직교 구성방정식을 이용한 FEM 수치해석 (Half-dome Thermo-forming Tests of Thermoplastic Glass Fiber/PP Composites and FEM Simulations Based on Non-orthogonal Constitutive Models)

  • 이원오
    • Composites Research
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    • 제29권5호
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    • pp.236-242
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    • 2016
  • 본 연구에서는 유리섬유/폴리프로필렌 기반의 열가소성 복합재의 열성형 시험 평가를 위해, 성형온도에서의 인장 및 면내 전단 물성 시험을 실시하였고, 이를 비직교 구성방정식을 이용하여 정량화 하였다. 이를 통해 실험값과 잘 일치하는 고온에서의 인장 및 전단 물성값을 수식화하여 얻을 수 있었다. 열성형 시험을 위해 반구돔 시험을 실시하였고, 이형제 사용 유무 및 홀더의 무게를 달리해가며 성형품의 최종형상을 비교하였다. 그 결과 이형제를 사용하면 성형품의 대칭성이 확보되고 주름 개선 효과에 유리하다는 것을 확인하였고, 적당한 힘의 홀딩력 제어가 필수적이라는 것을 알 수 있었다. 더 나아가 비직교 구성방정식이 고려된 열성형 수치해석을 실시하여 실험 결과와 유사한 양상을 확인할 수 있었고, 홀딩력이 낮을 수록 주름이 많아지고, 마찰력이 클수록 더 많은 펀치력을 필요로 함을 확인하였다.

STEP 하중을 받는 래티스 돔 구조물의 동적 구조불안정 특성에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Instability Characteristics of Latticed Dome Under STEP Excitations)

  • 김승덕;장제필
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.59-68
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    • 2012
  • 대공간 구조시스템의 하나인 스페이스 프레임 구조는 종횡의 부재가 3차원적으로 연결되어 입체적으로 외부 힘에 저항하는 구조로써 높은 강성을 갖는다. 또한 균등한 응력 분담이 가능하도록 설계되는 스페이스 프레임 고유의 역학적 특성에 기인하여 경량화가 가능하다. 스페이스 프레임의 구조안정 문제는 구조물의 여러 가지 조건에 따라 결정되며 매우 중요하다. 본 연구에서는 기하학적 형태에 따른 래티스 돔의 동적구조불안정 특성을 알아보기 위해 2-자유 절점 구조물을 통해 스페이스 프레임의 붕괴 메터니즘을 파악하고, 기하학적 형태에 따라 Star Dome, Parallel Lamella Dome, 3-Way Grid Dome을 모델로 선택하여 동일레벨의 주기성이 없는 STEP 하중에 의한 동적외력 하에서의 라이즈-스팬(${\mu}$)비 및 형상불완전에 따른 불안정 거동 특성을 알아본다.

2차원 소나돔 형상 구조물의 난류유동소음 해석 (Turbulent-induced Noise of 2-dimensional Sonar Dome Shaped Structure)

  • 최요셉;홍석윤;송지훈;권현웅;최원석;정철민
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.39-48
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    • 2016
  • The latest research has shown that the turbulence-induced noise is important in total characteristics of flow noise. Also, turbulence-induced noise have a significant influence for performance of sonar dome. In this paper, Flow analysis is performed on vicinity of the sonar dome model using Large Eddy Simulation method. Also, direct method that extracts perturbational sound pressure, FW-H method without turbulence-induced noise and permeable FW-H method that is able to calculate turbulence- induced noise were compared in order to show turbulence effect.

레이돔 제조 공정과정에서 유전율에 미치는 영향 인자에 대한 연구 (A Study on the Factors to Influence Permittivity in the Radome Manufacturing Process)

  • 강신민;금종주;강춘호;이승재;변기식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.221-226
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    • 2009
  • 비선형 곡선 형상의 레이돔은 안테나 보호를 위해 적당한 기계적 강도와 RF(Radio Frequency)적으로 전기적 성능 저하가 최소화 될 수 있도록 설계 되어져야 한다. 특히 전기 적 성능은 원소재가 가지는 유전율에 따라 좌우되는 중요 요소로서 제조 과정에서 관리하여야 하는 중요한 인자중 하나이다. 본 연구에서는 레이돔 제조 공정 중에서 유전율에 영향을 미치는 주요 인자를 실험을 통하여 밝혀내고, Simulation을 통하여 유전율이 레이돔의 전기적 성능에 미치는 영향을 파악한다.

복합재 압력용기의 돔형상 설계에 따른 구조 해석 (A Study on the Structural Analysis with Geometry Design for Dome of a Composite Pressure Vessel)

  • 김민식;배주찬;김동건
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.825-831
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    • 2017
  • 본 연구에서는 외부하중을 고려하여 Fulton과 Vasiliev가 제안한 돔형상 식을 적용하여 복합재 압력용기의 돔형상을 설계하고 해석하였다. 돔형상 설계변수로는 0.1 ~ 0.5 의 오프닝 반경비와 40kN ~ 200kN의 추력을 적용하고, 해석에는 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하였다. 복합재 압력용기 내면과 외면의 섬유방향 변형률을 계산한 결과, Fulton 돔의 경우 ${\rho}_0$가 커질수록 변형률 기울기가 작아지고, Vasiliev 돔은 뚜렷한 경향성이 나타나지 않는다. 또한 ${\rho}_0{\leq}0.1$일 경우 모든 추력에서 Fulton 돔이 변형률 기울기가 더 큰 것을 확인 할 수 있었다. 0.1<${\rho}_0$<0.35인 경우 주어진 추력 범위에서 변형률 기울기가 역전되는 형상을 보이며, $0.35{\leq}{\rho}_0$에서는 모든 구역에서 Vasiliev 돔이 변형률 기울기가 더 크게 나타나 압력용기의 설계에 적용하는 것이 효과적이라고 판단된다. 또한 복합재 압력용기의 변형률 기울기로 인해 발생하는 수지균열을 고려한 돔형상 설계가 필수적이다.

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