• 제목/요약/키워드: 상계해석

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극한해석 상계법을 이용한 편심하중하의 기초 지지력 산정 (Computation of Ultimate Bearing Capacity of Eccentrically Loaded Footing By Upper Bound of Limit Analysis Method)

  • 권오균;김명모
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.187-196
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    • 1992
  • 본 연구에서는 편심 하중을 받는 기초의 지지력을 극한해석 상계법을 이용하여 산정하였다. 편심 하중이 작용하는 기초의 지지력을 산정하는 기존의 해석방법으로는 극한평형법을 이용한 Meyerhof 방법과 Saran 방법 등이 있으나, 극한해석법을 이용하여 해석하는 경우는 없다. 이에 본 연구에서는 극한해석 상계법을 이용하여 편심하중이 작용하는 기초의 지지력을 산정하였다. 극한해석 상계법으로 해석하는 경우, 적용하는 파괴메카니즘에 따라 그 결과가 달라지므로, 본 연구에서는 기존의 파괴메카니즘을 속도장 조건에 맞게 변형시킨 후, 극한해석 상계법을 적용하여 그 결과들을 상호 비교하였다. 그리고, 편심하중을 받는 기초 구조물의 지지력에 영향을 미치는 요소들을 연구하기 위하여 흙의 내부마찰각, 기초 바닥면의 마찰각, 편심량, 그리고 상재하중 등을 변화시켜 각 요소들이 기초의 지지력에 미치는 영향을 연구하였다.

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상계해석을 이용한 보강토 사면의 해석 (Analysis on the Geo-reinforced Slope Using Upper Bound Theory)

  • 최상호;김종민;유남재
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권7호
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    • pp.207-215
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    • 2004
  • 본 연구는 보강사면에 상계이론를 적용하여 실제 한계상태에 가까운 신뢰성이 높은 해석방법을 개발하는데 목적이 있으며 상계해석의 유한요소공식화를 전개하는데 있어 거시적인 관점으로부터 비등방성이면서 균질한 재료에 대한 수치해석의 기본 개념은 얻을 수 있다. 보강토는 뒷채움한 성토와 보강재 경계면의 상호작용으로 보강토의 강도가 보강재의 재료적 특성에 의존하고 있기 때문에 흙의 역학적 특성과 보강토의 전체 거동은 보강재의 기하학적인 배열과 상대적인 면적에 의해서 조절할 수 있다. 따라서, 상계이론은 보강사면의 한계상태 거동을 효과적으로 산정할 수 있어 국부적으로 발생하는 소성파괴를 예측할 수 있다.

상계법에 의한 베벨기어 단조 공정 해석

  • 최창혁;김용조
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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    • pp.67-67
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    • 2003
  • 자동차, 항공기, 산업기계, 운반기계, 철도차량, 공작기계 등 거의 모든 산업부문에서 사용되는 베벨기어의 냉간단조 공정 및 금형 설계를 위한 해석을 수행하였다. 소성가공에 의해 생산된 베벨기어는 기계적 성질이 우수하여 동력 전달장치의 수명연장 및 신뢰성, 소형화 등을 달성할 수 있으며 생산 원가 절감의 효과가 크기 때문에 냉간 단조의 공정설계는 매우 중요하다. 베벨기어의 단조에 대한 상계해석 결과는 금형 설계 시 프레스에 필요한 단조하중을 예측할 수 있으므로 프레스의 최적성형과 안전한 금형 설계를 도모할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 베벨기어의 냉간 단조시의 내부 동적 가용속도 장을 제시하였고 단조하중, 금속유동 등을 계산하였다. 또한 강소성 유한요소해석을 동시에 수행하여 제시한 동적 가용속도장의 적절성을 비교 검토하였다. 본 연구의 결과는 베벨기어의 적절한 냉간 단조 성형공정 및 공정설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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상계해석을 이용한 축대칭 후방압출 공정의 Corner Cavity 해석 (Analysis of the Corner Cavity of Axisymmetric Backward Extrusion by the Upper Bound Approach)

  • 박재훈;변홍석;김영호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.144-150
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    • 2000
  • In this paper, the formation of a corner cavity in the final stage of axisymmetric backward extrusion process is studied by means of upper bound analysis using kinematically admissible velocity. The quantitative relationships between corner cavity formation and process parameters are studied. And analytical results are compared with those of experiment to which plasticine is used. It is found that the analytical results agree well with experimental one. In addition, to restrict the formation of a corner cavity, driven container is applied to backward extrusion and the results are compared with those of FEM. The critical thickness of the bottom of the billet decreases with increase in reduction of area, and increases with decrease in friction. To prevent the formation of corner cavity, the concept of moving container was applied. Throughout this process, the occurrence of a corner cavity is delayed and forming limit area is enlarged.

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냉간단조에 의한 헬리컬기어의 새로운 성형방법과 이의 상계해석에 관하여

  • 최재찬;조해용;권혁홍
    • 소성∙가공
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    • 제1권2호
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    • pp.40-51
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    • 1992
  • 냉간단조에 의한 새로운 헬리컬기어 성형공정이 제시되었다. 원형봉재로 부터 헬리컬기어를 압출함에 있어서 압출압력을 계산하기 위하여 상계정리를 적용하여 수치계산하고, 수치해석 결과와 압출하려는 기어의 금형을 설계 제작하여 실험한 결과를 비교 검토하고자 한다. 이론해석상 다이형상으로 인벌류트곡선을 사용한 이론해는 실험결과와 잘 일치하였다. 그리고, 다이의 형상을 평기어부와 헬리컬기어부의 이중구조로 된 신공정이 헬리컬기어부로만 된 사만타공정과 비교해서 금형강도를 향상시킴으로써 다이수명은 증가되었고, 자동차 변속기용으로 헬리컬기어는 KS 기어급수 4~5 급의 정밀도에 해당하는 기어를 가공했다. 이는 사만타공정의 정밀도 보다 향상된 결과를 얻었다.

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냉간 압출에 의한 헬리컬 기어의 제조에 관한 연구 (A Study on the Helical Gear Forming by Cold Extrusion)

  • 최재찬;조해용;권혁홍;한진철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.127-138
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    • 1991
  • 본 연구에서는 인벌류트 치형을 갖는 헬리컬 기어압출에 있어서 실제 치형형 상인 인벌류트 곡선을 다이의 형상으로 하여 비대칭 형상의 다이를 몇 개의 대칭영역 으로 분할하고 각 영역에 대하여 각각의 동적가용 속도장을 구한 후 전체 형상으로 확 장시켜 상계해석 하였다. 해석결과의 계산은 위의 동적가용속도장으로 헬리컬 또는 평기어 압출을 해석하는 수치해석 프로그램을 개발하여 수행하였다. 상계해석에서는 기초원 이하의 필렛부분과 이 뿌리 틈새등은 그 형상이 매우 복잡하므로 해석의 간략 화를 위하여 기초원까지만 변형되는 것으로 가정하였으나 실제의 기어압출실험에서는 기어의 모든 조건이 고려되었다. 압출실험은 전기동으로 전극봉을 제조하고, 전극설 계시에 금형과 소재의 탄성변형량, 방전가공시의 과방전량 그리고 래핑 가공여유등을 고려하여 설계한 후 호빙 및 셰이빙가공하여 실제 제조하려는 기어와 유사하게 기어전 극을 제조한 후, 이를 금현본체와 조립하여 3축제어 방전가공기로 금형을 제작하였다.

헬리컬 기어의 냉간단조에 관한 상계해석 (II) (Upper-bound Analysis for Cold Forging of Helical Gear ( II ))

  • 최재찬;탁성준;최영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.144-149
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    • 1996
  • In this paper, the clamping type forging of helical gears has been investigated. Clamping type forging is an operation in which the product is constrained to extrude sideways through an orifice in the container wall. Punch is cylindrical shaped. The punch compresses a cylindrical billet placed in a die insert. As a consequence the material flows in a direction perpendicular to that of punch movement. The forging has been analysed by using the upper-bound method. A kinematically admissible velocity field has been developed, wherein, an involute curve has been introduced to represent tooth profile of the gear. Numerical calculations have been carried out to investigate the effects of various parameters, such as module, number of teeth, helix angle, friction factor and initial height of billet on the forging of helical gears.

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토션을 이용한 압출공정의 상계해석에 관한 연구 (A Study of the Upper Bound Analysis of Extrusion Process with Torsion)

  • 박철우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제32권4호
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    • pp.578-584
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    • 2008
  • In this study, a extrusion process with torsion of the bottom die is investigated to improve the forming performance of conventional extrusion process. In the experiment, plasticine is used as a model material. The results of experiments are compared with the two numerical methods, the Experiment and the Finite Element Method(FEM). An attempt is made to link programs incorporating with the process variables obtained by commercial FEM software, DEFORM-3D a useful package. Numerical result is compared with experimental one. These results show that the torsional extrusion process is very useful process because this process can obtain the homogenous deformations.

티타늄 합금재의 튜브 스피닝 공정해석 (A Study on the Process of Tube Spinning for the Titanium Alloy)

  • 홍대훈;황두순;이병섭;홍성인
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.55-63
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    • 2000
  • 튜브 스피닝 성형에 대한 연구는 전통적 스피닝 공정에 비해 본질적으로 변형의 메카니즘이 보다 복잡한데 기인하여 이론 덴 해석 연구가 국한적으로 이루어져 왔다. 특히, 상계법을 이용한 해석의 제한성을 극복하기 위한 유한요소법을 이용한 연구는 아직 소수에 그치고 있는 실정이다. 본 연구에서는 티타늄 합금을 재료로 사용한 용기의 튜브 스피닝 공정을 상계법과 유한요소법을 이용하여 조사하였다. 해석에 있어 티타늄합금의 성형특성을 고려하여 상계법을 통해 공정변수가 설정되었으며, 유한요소해석 code인 ABAQUS를 사용하여 티타늄 합금재의 신장량과 편평도를 얻었다. 해석에 사용된 독립변수들은 로울러의 전 ·후방각도와 가공깊이, Feed rate이며 이 변수들은 유한요소법과 상계 해법을 통하여 최적화된다. 이 해석법에서 우리는 스피닝 가공의 가공동력과 힘 그리고 지름의 감소 율윽 얻을 수 있고, 또한 유한요소해석에 의해서 가공재의 편평도와 신장량도 구할 수 있다. 그 결과로부터 정해진 변수들이 티타늄 합금의 스피닝 공정에 있어서 중요한 요소임을 알 수 있으며, 그 변수들의 최적값을 얻을 수 있다.

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원추체의 전단스피닝 가공에 대한 상계해석 (A Lower Upper - bound Solutions for Shear Spinnings of Cones)

  • 최재찬
    • 대한기계학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.169-175
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    • 1982
  • 원주체의 전단스피닝 가공에서 가공물의 반경과 두께 방향의 상대 위치가 변화하지 않는다는 조건 아래서 흐름 함수에 의하여 속도장을 구하고, 접촉계수에 대하여 변형에너지의 국소치를 구함으로써 상당히 낮은 상계치를 얻었으며, 이를 A1-1100-1, A1-1100-H14, A1-6061-0 등 여러 가지 재료에 대한 실험치와 비교한 결과, 정량적으로 일치하였다.