• Title/Summary/Keyword: 유한변형

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Prediction of Maximum Bending Strain of a Metal Thin Film on a Flexible Substrate Using Finite Element Analysis (유한요소해석을 통한 유연기판 위의 금속 박막의 최대 굽힘 변형률 예측)

  • Jong Hyup Lee;Young-Cheon Kim
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.31 no.1
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    • pp.23-28
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    • 2024
  • Electronic products utilizing flexible devices experience harsh mechanical deformations in real-use environments. As a result, researches on the mechanical reliability of these flexible devices have attracted considerable interest among researchers. This study employed previous bending strain models and finite element analysis to predict the maximum bending strain of metal films deposited on flexible substrates. Bending experiments were simulated using finite element analysis with variations in the material and thickness of the thin films, and the substrate thickness. The results were compared with the strains predicted by existing models. The distribution of strain on the surface of film was observed, and the error rate of the existing model was analyzed during bending. Additionally, a modified model was proposed, providing mathematical constants for each case.

Finite Element Method Analysis of Safety Valve (안전밸브의 유한요소해석)

  • Lee, Jong-Sun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.13 no.9
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    • pp.3864-3868
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    • 2012
  • In this paper, a safety valve was modeled by using 3-dimensional designing program, Solidsworks after it was dismantled and measured. And 3-dimensional finite element analysis code, ANSYS was used to FEM analysis. Stress, strain and deformation were obtained when some amount of pressure was applied to the safety valve through FEM analysis.

Elastic Boom Modeling of a Floating Crane based on Finite Element Formulation (유한 요소 정식화를 이용한 해상 크레인 붐(boom)의 탄성체 모델링)

  • Park, Kwang-Phil;Cha, Ju-Hwan;Lee, Kyu-Yeul
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.192-195
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    • 2010
  • 본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

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Model and Method for Post-Failure Analysis of Composite Structure (복합재 구조물의 초기파손후의 거동묘사를 위한 모델과 해석방법)

  • 김용완;황창선
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.3
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    • pp.506-513
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    • 1992
  • 본 연구에서는 복합재 구조물에 대하여 유한요소해석법에 현상학적 모델인 전 단지연해석을 도입하여 강성저하와 모재파손을 예측하고 변형률을 매개변수로 한 Wei- bull 함수를 섬유파손해석에 도입하여 초기파손후의 거동을 묘사하고자 한다. 그리 고 면내전단하중이 작용하는 경우에 대해 전단지연해석을 수행할 수 있도록 모델링을 확장했다. 모재균열의 존재로 인한 단층의 강성변화는 실험으로 측정이 불가능하므 로 유한요소해석을 수행하여 비교하였다. 이 모델로부터 전단강성의 저하를 평가하 는 방법을 사용하였으며, 모재파손의 밀도 예측도 평균변형률 개념으로 전단효과를 고 려할 수 있도록 수정하였다. 그리고 초기파손후의 거동을 점진적으로 해석하기 위해 비선형 유한요소프그램을 작성하고, 상기의 모델을 도입하여 초기파손후의 거동을 보 다 정확히 묘사할 수 있는 방법을 제시하고 예로서 평시편에 대해 해석하고 실험치 및 타방법의 결과와 비교하였다.

Review on the Modeling of Strain Softening and Localization Failure (변형률연화와 국소화 파괴의 모델링 리뷰)

  • 박재균
    • Computational Structural Engineering
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    • v.17 no.2
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    • pp.20-23
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    • 2004
  • 공학적 응력-변형률 곡선에서 재료의 파괴직전에 흔히 나타나는 변형률연화 (strain softening) 현상은 국부의 집중소성변형 현상과 밀접한 관계가 있다 그러나 변형률연화는 음수의 기울기를 가지는 응력-변형률 곡선을 의미하며, 이 모델은 유한요소해석의 결과가 그 요소의 크기에 따라 수렴점이 달라지는 근본적인 문제를 가진다. 따라서 1980년대 이후 많은 학자들이 이 현상의 적절한 모델을 찾기 위한 노력을 기울여왔다. (중략)

The Effect of Strain Rate and Temperature on Plastic Deformation of a Metal (변형률 속도와 온도가 금속의 소성변형에 미치는 영향)

  • 김기태;조윤호;백응율
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1486-1494
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    • 1991
  • 본 연구에서는 분말단조 공정의 유한요소 컴퓨터 시뮬레이션을 위한 기초연구 로 다공질예비성형체의 기지(matrix)인 합금강의 변형률 속도와 온도에 따른 일축 압 축하의 열-점소성 거동을 조사하였다. 변형률 속도와 온도의 영향을 동시에 고려하 기 위하여 변형률 속도 .epsilon.=$10^{-4}$, $10^{-2}$$10^{-1S-1}$과 온도범위 800~ 1200.deg. C에 대하여 실험하였다.

An Indentation Theory Based on FEA Solutions for Property Evaluation (유한요소해에 기초한 물성평가 압입이론)

  • Lee, Hyeong-Il;Lee, Jin-Haeng
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.25 no.11
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    • pp.1685-1696
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    • 2001
  • A novel indentation theory is proposed by examining the data from the incremental plasticity theory based finite element analyses. First the optimal data acquisition location is selected, where the strain gradient is the least and the effect of friction is negligible. This data acquisition point increases the strain range by a factor of five. Numerical regressions of obtained data exhibit that strain hardening exponent and yield strain are the two main parameters which govern the subindenter deformation characteristics. The new indentation theory successfully provides the stress-strain curve with an average error less than 5%.

Finite Element Analyses on the Behavior of Overall Strain Range using ABAQUS Code. (ABAQUS 코드를 이용한 전체 변형률 영역의 거동에 대한 유한요소해석)

  • 오세붕;전병곤;한성수
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2002.03a
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    • pp.55-62
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    • 2002
  • 미소변형에서 대변형에 이르는 전체 변형률 영역의 구성모델을 ABAQUS 코드에 구현하였다. 구성모델은 비등방경화규칙에 근거한 전응력 개념의 탄소성 모델로 연약 점토나 풍화토에 적용하는 것이 가능하다. 사용된 정식화 및 알고리즘은 (1) Jaumann 응력속도를 이용한 대변형도 조건 정식화 (2) 내재적인 응력적분 (3) 일관된 접선계수를 포함하고 있다. 이를 통하여 대변형 해석을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있었다. 예제를 통하여 새로운 구성모델과 ABAQUS 코드를 이용한 대변형 해석을 수행할 수 있음을 확인하였다. 특히 전체변형률 영역의 거동을 모델하고 범용 해석 프로그램을 이용한 비선형 대변형 해석에 적용하는 것이 가능하였다.

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Efficient Adaptive Finite Element Mesh Generation for Dynamics (동적 문제에 효율적인 적응적 유한요소망)

  • Yoon, Chongyul
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.26 no.5
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    • pp.385-392
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    • 2013
  • The finite element method has become the most widely used method of structural analysis and recently, the method has often been applied to complex dynamic and nonlinear structural analyses problems. Even for these complex problems, where the responses are hard to predict, finite element analyses yield reliable results if appropriate element types and meshes are used. However, the dynamic and nonlinear behaviors of a structure often include large deformations in various portions of the structure and if the same mesh is used throughout the analysis, some elements may deform to shapes beyond the reliable limits; thus dynamically adapting finite element meshes are needed in order for the finite element analyses to be accurate. In addition, to satisfy the users requirement of quick real run time of finite element programs, the algorithms must be computationally efficient. This paper presents an adaptive finite element mesh generation scheme for dynamic analyses of structures that may adapt at each time step. Representative strain values are used for error estimates and combinations of the h-method(node movement) and the r-method(element division) are used for mesh refinements. A coefficient that depends on the shape of an element is used to limit overly distorted elements. A simple frame example shows the accuracy and computational efficiency of the scheme. The aim of the study is to outline the adaptive scheme and to demonstrate the potential use in general finite element analyses of dynamic and nonlinear structural problems commonly encountered.