• 제목/요약/키워드: 비선형 다물체 동역학

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다물체 동역학 해석방법을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 (Calculation of Critical Speed of Railway Vehicle by Multibody Dynamics Analysis)

  • 강주석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권11호
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    • pp.1371-1377
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    • 2013
  • 본 연구에서는 다물체 동역학 모델을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 방법을 제시하였다. 휠과 레일의 접촉 구속조건과 접촉력을 휠셋 단위에서 수식화하였다. 이를 대차모델에 합하여 구속조건을 가진 다물체 동역학 운동방정식으로 철도차량의 동적모델을 표현하였다. 철도차량의 다물체 동역학 모델에 대한 비선형 구속조건식과 운동방정식은 QR 분해법을 이용하여 독립좌표만으로 이루어진 선형방정식으로 유도하였다. 유도된 선형방정식으로부터 휠셋 및 이륜 대차에 대한 고유치 해석결과를 통해 임계속도를 구하였다. 임계속도에 영향을 미치는 차량 파라미터의 영향에 대한 결과를 제시하였다.

구동력을 고려한 자전거 안정성에 관한 연구 (Study of Effect of Tractive Force on Bicycle Self-Stability)

  • 서병일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권11호
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    • pp.1319-1326
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    • 2012
  • 본 논문은 구동력이 자전거의 self-stability 에 미치는 영향을 해석한다. 운전자의 제어를 고려하지 않는 자전거의 self-stability 는 자전거의 선형 모델로부터 고유치를 구하여 해석 할 수 있다. 전륜과 후륜에 작용하는 자전거 구동력을 고려한 선형모델을 개발하고 이로부터 구동력이 안정성에 미치는 영향을 규명하였다. 선형모델의 결과가 다물체 동역학 모델의 시뮬레이션을 통한 비선형 자전거 모델에서도 같은 결과를 보임을 확인하였다.

풍력발전시스템의 유연체 다물체 동역학 시뮬레이션 프로그램 개발 (Wind Turbine Simulation Program Development using an Aerodynamics Code and a Multi-Body Dynamics Code)

  • 송진섭;임채환;남용윤;배대성
    • 신재생에너지
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    • 제7권4호
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    • pp.50-57
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    • 2011
  • A wind turbine simulation program for the coupled dynamics of aerodynamics, elasticity, multi-body dynamics and controls of turbine is newly developed by combining an aero-elastic code and a multi-body dynamics code. The aero-elastic code, based on the blade momentum theory and generalized dynamic wake theory, is developed by NREL(National Renewable Energy Laboratory, USA). The multi-body dynamics code is commercial one which is capable of accounting for geometric nonlinearity and twist deflection. A turbulent wind load case is simulated for the NREL 5-MW baseline wind turbine model by the developed program and FAST. As a result, the two results agree well enough to verify the reliability of the developed program.

열차의 타고오름 해석을 위한 2차원 충돌동역학 모델링 기법 연구 (Study on a 2-Dimensional Dynamic Modeling Technique to Analyze the Overriding Phenomena of Rollingstock)

  • 김거영;구정서;권태수
    • 한국철도학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.11-18
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    • 2011
  • 본 논문은 열차의 타고오름 해석을 위한 새로운 2차원 다물체 동역학 모델링 방법을 제안하였다. 본 동역학 모델은 에너지 흡수구조/부품뿐만 아니라 차체의 변형도 고려하여 비선형 스프링, 댐퍼, 질량으로 구성되며 철도차량의 충돌에너지흡수량, 승객구간의 가속도, 연결 장치의 충격력, 차량간 타고오름 변위 등을 잘 예측할 수 있다. 제안된 방법으로 한국형고속열차를 차체 각 부분의 압괴 특성을 구하고 2차원 다물체 충돌동역학 모델을 구성하였다. 열차 대 열차 충돌 시나리오조건으로 2차원 동역학 모델을 시뮬레이션하고 3차원 가상시험 모델로 평가하였다. 그 결과 2차원 동역학 모델은 타고오름 거동을 잘 예측하였으며 차체변형을 고려한 모델링 기법이 타고오름 평가에 중요함을 확인하였다.

Co-rotational 비선형 정식화 및 FETI-local 기법을 결합한 비선형 대용량/다물체 구조 해석 알고리듬 개발 (Computational Algorithm for Nonlinear Large-scale/Multibody Structural Analysis Based on Co-rotational Formulation with FETI-local Method)

  • 조해성;주현식;이영헌;곽민철;신상준;여재익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권9호
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    • pp.775-780
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    • 2016
  • 본 논문에서는 비선형 다물체 동역학 해석에 적용 가능한 구조해석을 개발하였다. 비선형 구조 해석을 위해 Co-rotational 이론 기반의 유한요소를 개발하였다. 그리고 국부 Lagrange 승수를 활용한 영역분할해석 기법을 적용하여 대용량/다물체 해석이 가능한 구조해석 알고리듬을 개발하였다. 기 개발한 구조 해석은 외팔보 및 다물체 구조에 대한 비선형 정적 해석 예제에 적용하였다. 병렬 계산에 따른 성능 평가는 희박행렬 계산 라이브러리인 PARDISO와 비교하였다. 이를 통해 기 개발 구조해석의 계산 속도 향상을 확인하였다.

선형 유한요소법과 동역학을 연계한 보의 비선형 거동 해석 (Nonlinear Analysis of Beam Using Linear Finite Element Method and Dynamic Analysis)

  • 장성희;이성수;김창완
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.754-755
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    • 2010
  • 본 논문에서는 선형 유한요소법과 동역학적 해석방법을 연계하여 유연 다물체 보의 거동을 해석하였다. 이 방법은 절대 절점 좌표계를 사용하였고, 몇 가지 수치 예제를 해석해 본 논문에서 설명하는 선형 유한 요소법과 동역학적 연계 해석방법의 타당함을 확인하였다.

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4원법과 유한요소를 이용한 유연체 동역학의 해석기법 (Dynamics Analysis for Flexible Systems using Finite Elements and Algebraic Quaternions)

  • 이동현;윤성호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.141-149
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    • 2005
  • 본 논문에서는 유연체 동역학해석을 위하여 유한회전을 표현하는데 있어, 4원법의 대수학적인 표현을 도입하여 운동방정식이 에너지보존 조건을 만족하도록 이산화된 에너지 평형식으로 정식화되었다. 여기서 사용된 유한회전의 4원법은 로드리게스 매개변수를 이용하도록 하였으며, 구속력에 대한 일이 제거되도록 하였다. 수치해석의 예를 통하여 제안된 방법이 사다리꼴 방법과 비교할 때 비선형 문제에서도 무조건적으로 안정조건을 보장함을 검증하였으며, 향후 유연한 관절로 연결된 3차원 유연다물체에 대한 동역학 해석을 확장할 수 있는 토대를 마련하였다.

평면내 방향 기진력에 의한 평면밖 방향 운동의 예측 (Prediction of the Out-of-plane Motion due to the In-plane Excitation)

  • ;오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.141-149
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    • 1993
  • 삼 자유도를 가진 부유물체의 동적 응답을 이론적으로 연구하였다. 평면내 방향 운동모우드에 대한 지배방정식을 선형화한 후, 그들의 조화해를 평명밖 방향 운동모우드의 방정식과 연성시켰다. 그렇게 해서 주어지는 방정식은 시간에 따라 변화하는 계수를 가진 형태로서, 평면밖 방향의 운동만을 보일 것으로 예측되는 부유물체가 평면밖 방향의 운동을 보일 수도 있음을 밝혔다. 동역학적 불안정성과 그 결과로 나타나는 평면밖 방향의 대진폭 운동을 보이고 있다. 본 결과는 주기적으로 동요하는 부유물체가 서로 연성된 운동을 하는 현상으로도 해석할 수 있다.

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비선형 크립이론을 이용한 한국형 고속전철의 동특성 해석 (Analysis of Dynamic Behaviors for the Korea High Speed Train(KHST) by Using Non-Linear Creep Theory)

  • 박찬경;김석원;김회선
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1093-1098
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    • 2002
  • Dynamic behaviors of the Korean High-speed Train(KHST) have been analyzed to investigate the performance on the stability, the safety and the ride comfort. Multi-body dynamics analysis program using Recursive method, called RecurDyn, have been employed in the numerical simulation. To model the wheel-rail contact, the RecurDyn uses its built-in module which uses the square root creep law. The accuracy of the rail module in RecurDyn. however, decreases in the analysis of flange contact because it linearizes the shape of the wheel and rail. To solve this problem, a nonlinear contact theory have been developed that considers the profiles of the wheel and rail. The results show that the KHST still needs more stability. The problem should be solved by the examinations of module and modeling.

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로터 회전 및 타워의 탄성력을 고려한 MW 급 풍력발전기의 비선형 다물체 동적 응답 해석 (Multi-Body Dynamic Response Analysis of a MW-Class Wind Turbine System Considering Rotating and Flexibility)

  • 김동만;김동현;김요한;김수현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.78-83
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    • 2009
  • In this study, computer applied engineering (CAE) techniques are fully used to conduct structural and dynamic analyses of a whole huge wind turbine system including composite blades, tower and nacelle. For this study, computational fluid dynamics (CFD) is used to predict aerodynamic loads of the rotating wind-turbine blade model. Multi-body dynamic structural analyses are conducted based on the non-linear finite element method (FEM) by using super-element method for composite laminates blade. Three-dimensional finite element model of a wind turbine system is constructed including power train(main shaft, gear box, coupling, generator), bedplate and tower. The results for multi-body dynamic simulations on the wind turbine's critical operating conditions are presented in detail.

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