• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제11권4호통권41호
• /
• pp.373-384
• /
• 1999

복합재료를 사용한 비등방성 원통형 쉘 구조형식은 단일소재의 재료역학적인 단점을 극복할 수 있다. 본 연구의 목적은 1차전단변형효과가 고려된 비등방성 원통형 쉘을 해석하는 것이다. 전단변형효과가 고려된 원통형 쉘의 거동은 기존의 고전적인 해와 길이-두께비에 따라 상당한 거동의 차이를 보이므로 이러한 전단변형효과의 고찰은 매우 중요하다고 사료된다. 또한 본 연구는 유한요소법에 근간한 상용 공학프로그램인 ANSYS와 본 연구의 프로그램결과를 비교, 검증하였으며, 비등방성 원통형 쉘의 중심각의 변화, 화이버의 보강각도 변화, 탄성계수비의 변화 등에 따른 쉘의 처짐 및 단면력을 분석하였다. 본 논문에서 사용한 유한차분법에 의한 해는 기존의 해석적인 방법으로는 해석하기 어려운 보다 다양하고 복잡한 조건을 갖는 문제에 대하여 보다 정확한 해를 얻을 수 있다. 따라서 본 논문에서 제시한 유한차분법을 이용한 다양한 비등방성 원통형 쉘의 해석결과는 복합 신소재를 사용하는 쉘 구조체의 실용화에 앞서 다양한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제14권4호
• /
• pp.27-34
• /
• 2001

토탈 라그랑지안 방법과 변형율을 가정한 Hellinger-Reissner 원리에 기초한 유한요소법을 이용하여 패치로 보강된 구형 복합재료 쉘의 후좌굴 거동 및 진동 특성을 살펴보았다. 패치 요소는 따로 다른 유한요소를 사용하지 않고 쉘의 중앙면과 다른 기준점을 잡아 두께 변수를 택하여 정식화를 하였다. 비선형 해법으로 원통형 호-길이법을 적용하였고, 후 좌굴 진동은 미소 진폭을 갖는다고 가정하였다. 구형 쉘 패넬에서 패치가 비선형 거동 및 진동수에 미치는 영향을 고찰하였고, 그 결과 패치는 하중지지도를 개선시키킨다. 패치로 보강된 패널의 1차 고유진동수는 등가 패널에 비하여 낮으나, 하중을 받는 경우 1차 고유진동수는 급격히 감소하지 않았다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제12권2호통권28호
• /
• pp.57-64
• /
• 1998

This study is concerned with criterion for membrane to shell conversion in two-dimensional elastic-plastic finite element analysis using membrane/shell mixed element. It is well known that in the sheet metal forming some parts of the sheet deform under almost pure stretching (membrane) conditions, whereas other parts in contact with sharp tooling surfaces can develop significant bending strains. The membrane analysis has a short computational time however, in the membrane analysis the bending effects can not be condidered at all. On the other hand, the shell analysis allows the consideration of bending effects, but involves too much computational time. So Onatel),2), Yang et al3),4) developed the membrane/shell mixed element. Onate introduced the energy ratio parameter and Yang et al introduced the ratio of thickness to radius of curvature as the criterion. In the present study we propose a new criterion by using the angle between both side elements in the nodal point.

• 전산구조공학
• /
• 제1권1호
• /
• pp.67-78
• /
• 1988

이 연구에서는 새로운 쉘요소분해의 방법을 정립하고, 이에 의거하여 간단하고, 효율성이 높고, 보편성이 큰 쉘 유한요소를 개발하고자 하였다. 실제의 요소는 개념적인 Translational Element와 Difference Element로 분해되며, 요소의 변위함수는 이 두 성분요소의 변위함수를 결합하여 얻는다. 요소분해의 기본가정을 달리함에 따라서 세가지의 기본형요소에 도달할 수 있다. 기본형요소를 보완하여 Locking현상을 제거하고 수렴성을 높히는 방안으로서 감착적분, 내용자유도의 추가 및 Mixed Fomulation을 검토하였으며, 요소의 Spurious Mode를 제어하는 방법을 고안하였다. 수치분석을 통해서 요소의 유효성과 효율성을 검정하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.152-158
• /
• 2006

The AutoForm previously used the membrane element and it accomplished sheet metal forming analysis. The membrane analysis has been widely applied to various sheet metal forming processes because of its time effectiveness. However, it is well-known that the membrane analysis can not provide correct information for the processes which have considerable bending effects. In this research experimental results were compared with the analysis results obtained by using the shell element which is applied newly in the AutoForm commercial software. The shell element is a compromise element between continuum element and membrane element. The Finite element method by using shell element is the most efficient numerical method. From this research, it is known that FEA by using shell element can predict accurately the problems happened in actual experimental auto-body panel.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
• /
• pp.274-279
• /
• 2000

This paper is concerned with the orthotropic problem of diaphragm-type air springs which consist of rubber linings, nylon reinforced rubber composite and bead ring. The analysis is carried out with a finite element method developed to consider the orthotropic properties, geometric nonlinearity using four-node degenerated shell element with reduced integration. Physical stabilization scheme is used to control the zero-energy modes of the element. An inflation analysis and a lateral deformation analysis of an air spring are carried out. Numerical analysis results demonstrate the variation of the outer diameter, the fold height, the vertical force and the lateral force.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.700-705
• /
• 2004

Shell finite elements are widely used for the analysis of thin section objects such as sheet metal parts, automobile bodies and et al. due to their computational efficiency. Since many of input data for finite element analysis are given as solid models or triangulated surface models, one should extract midsurface information from these input data initially and then construct shell meshes on the extracted midsurfaces. In this paper, a method of generating shell elements on midsurfaces directly from input models have been proposed. In order to construct shell meshes, the input models should be triangulated on surfaces first, and then tetrahedral elements are generated by using an advancing front method, and finally mid shell surfaces are obtained from tetrahedral meshes. Some examples are given to demonstrate the efficiency of the proposed method.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권8호
• /
• pp.27-35
• /
• 2003

쉘의 기하 모델링과 해석은 각각 다른 배경과 목적을 가지고 발전되어 왔다. 따라서 기하 모델링과 해석을 통합한 설계 도구를 만들기에 기존의 방법은 적절하지 않다. 본 연구에서는 기하 모델링과 해석, 최적 설계를 통합한 개념을 제시한다. 이것은 B-스플라인 곡면의 표현방법에 기초를 두고 있다. 기하학적으로 정확한 쉘 유한요소를 도입하였으며, 최적 설계 부분에서는 곡면의 조정점을 설계변수로 택하였다. 또한 설계 민감도를 계산하기 위해서 준해석적 방법을 사용했고, 이를 바탕으로 순차적 선형계획법을 이용해 곡면의 형상 최적화를 수행하였다. 이렇게 개발된 통합설계 개념은 곡면의 모델링과 해석에 적합한 도구로 이용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.15-25
• /
• 1993

복합재료를 효과적으로 사용하기 위하여 복합재료 구조물의 설계기준 개발을 위한 연구가 진행되고 있다. 금속 셀의 좌굴에 대한 설계시에는 초기 결함의 영향과 탄성임계좌굴응력을 근거로 한 녹다운계수(Knock-down factor)를 정의하는 것이 중요한 과정이나 복합재료 쉘의 좌굴에 대한 설계시에는 초기 결함에 대한 민감도가 거의 연구되어 있지 않은 실정이다. 복합재료 쉘의 좌굴거동에 영향을 주는 설계변수는 많기 때문에, 쉘의 설계시 이 변수들로 인한 초기 결함 민감도를 분석하기 위하여 많은 실험을 필요로 하고 있으며 실험 이외의 다른 방법으로서는 이미 검증된 수치모델을 사용하는 것이다. 본 논문에서는 복합재료 쉘요소를 개발하는데 사용된 이론을 요약, 정리 하였으며 수치예제를 통하여 본 연구에서 제안한 쉘요소의 정확성을 검증하였다. 그리고 축방향으로 압축을 받는 GFRP 곡선형 판넬의 설계시 고려해야 하는 각 변수들을 다양하게 변화시키면서 좌굴거동에 미치는 영향을 유한요소 모델링에 의해 고찰하였다. 방법으로서 초기 결합 및 두께의 진폭을 고려한 비선형 해석과 고유치 해석을 수행하였으며 이 결과를 이용하여 녹다운 계수를 산출하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.832-834
• /
• 2017

본 논문에서는 고유진동수 시험을 통해 복합재 격자구조체의 유한요소모델을 검증하였다. 복합재 격자구조체의 유한요소모델은 빔, 쉘 그리고 솔리드 요소를 사용하여 생성하였다. 고유진동수는 자유 경계조건 하에서 충격시험법을 사용하여 측정하였다. 쉘과 솔리드 요소의 유한요소해석 결과, 고유진동수 시험과 잘 일치하는 것을 확인하였다. 빔 요소는 섬유 비교차부의 물성저하를 고려하지 못하여 오차가 발생된 것으로 판단된다.