• Title/Summary/Keyword: 유한요소모델

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Design Sensitivity Analysis of Frequency Response Using Krylov Subspace Based Model Reduction (Krylov 부공간 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석)

  • Han, Jeong-Sam
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.131-134
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    • 2009
  • Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석 및 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석방법을 제안하였다. 일반적으로 구조물의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 유한차분법에 근거한 민감도 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하는 경우, 주파수응답을 고려한 최적설계를 계산비용 측면에서 매우 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.

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A Study on Improving the Accuracy of Finite Element Modeling Using System Identification Technique (S. I. 기법을 이용한 유한요소모델의 신뢰도 제고에 관한 연구)

  • 양경택
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.149-160
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    • 1997
  • Mechanical structures are composed of substructures connected by joints and boundary elements. While the finite element representation of plain substructures is well developed and reliable, joints have a lot of uncertainties in being accurately modelled and affect dynamic behavior of a total system. In order to improve the accuracy of a finite element model, a new method is proposed, in which reduced finite element model is combined with a system identification technique. After substructures except joints are modelled with finite element method and joint properties are represented by parameter states, non-linear state equation is derived in which parameter states are multiplied by physical states such as displacements and velocities. So the joint parameter identification is transformed into non-linear state estimation problem. The methods are tested and discussed numerically and the feasibility for physical application has been demonstrated through two example structures.

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Study on Evaluation Method of Structural Integrity of Cylindrical Composite Lattice Structures (원통형 복합재 격자구조체의 구조안전성 평가 기법 연구)

  • Im, Jae-Moon;Kang, Seung-Gu;Shin, Kwang-Bok;Lee, Sang-Woo
    • Composites Research
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    • v.30 no.6
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    • pp.338-342
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    • 2017
  • In this paper, evaluation method of structural integrity of cylindrical composite lattice structures was conducted. A finite element analysis was used to evaluate the structural integrity of composite lattice structures. In order to verify the optimal finite element in the evaluation of the structural integrity, finite element models for cylindrical composite lattice structure were generated using beam, shell and solid elements. The results of the finite element analyses with the shell and solid element models showed a good agreement. However, considerable differences were found between the beam element model and the shell and solid models. This occurred because the beam element does not take into account the degradation of the mechanical properties of the non-intersection parts of cylindrical composite lattice structures. It was found that the finite element analysis of evaluation of structural integrity for cylindrical composite lattice structures have to use solid element.

Finite Element Analysis Piezocone Test I (피에조콘 시험의 유한요소 해석 I)

  • 김대규
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.16 no.4
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    • pp.183-190
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    • 2000
  • In this research, the finite element analysis of piezocone penetration and dissipation tests have been conducted using the anisotropic elastoplastic-viscoplastic bounding surface model in the Updated Lagrangian reference frame for the large deformation and finite strain nu\ature of piezocone penetration. Accordingly, virtual work equation and corresponding finite element equations have been reformulated. Theory of mixtures has been incorporated to explain the behavior of the sol. It has been observed that the viscoplastic part of the soil model affected the whole formulation. The results of the finite element analysis have been compared and investigated with the experimental results. The formulations and the results are described in part 'I' and part 'II', respectively.

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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.

Pressure Analysis of the Plantar Musculoskeletal Fascia Using a Fine Finite-Element Model (인체 족부 근골격계 상세 유한요소모델링을 통한 족저압 해석)

  • Jeon, Seong-Mo;Kim, Cheol
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.10
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    • pp.1237-1242
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    • 2011
  • The A detailed 3D finite-element analysis model of a human foot has been developed by converting CT scan images to 3D CAD models in order to analyze the distribution of plantar pressure. The 3D foot model includes all muscles, bones, and skin. On the basis of this model and the pressure distribution results, shoes for diabetes patients, which can make the plantar pressure distribution uniform, may be designed through finite-element contact analysis.

A Development of the Coupled Model by Rigid and Solid Bodies for Discontinuous Structures (불연속체 구조물의 해석을 위한 강체-고체 복합모델의 개발)

  • 김승덕;정하선
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.169-176
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    • 1998
  • 불연속적 거동이 탁월한 벽식 프리캐스트 구조물을 해석하기 위한 방법으로 유한요소법과 강체요소법 등이 있으나, 이들 해석법은 접합부의 거동을 정확히 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 패널은 강체적 거동을 하고, 판널과 판널 사이의 접합부는 고체적 거동을 가정하는 강체-고체 복합모델(Coupled Model by Rigid and Solid bodies)에 의한 해석법을 제안하며, 간단한 모델의 예를 통해 검증하였다.

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Three-dimensional Finite Element Studies of the Behavior of Short Pile Subjected to Lateral Load near a Sandy Slope (모래사면에 설치된 수평하중을 받는 짧은 말뚝의 거동에 관한 3차원 탄소성 유한요소해석)

  • ;Ugai Keizo;Wakai Akihiko
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.3
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    • pp.41-50
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    • 2001
  • 본 연구는 모래사면의 언덕근처에 설치된 짧은 말뚝의 수평하중의 영향에 관한 것이다. 3차원 탄소성 유한요소법해석과 실내 모형실험의 결과를 비교하였다. 경사 30$^{\circ}$의 사면에 시공된 짧은 말뚝의 특성을 파악하기 위해, 사면언덕에서 모형말뚝까지의 거리를 3종류로 상이하게 하여, 모형실험을 실시하였다. 사용된 모래의 지반특성은 배수조건하의 삼축압축실험으로 결정하였다. 동시에 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석결과와 모형실험결과를 비교하였다. 본 유한요소법의 해석에 있어서 모래지반을 탄성완전소성모델(Elastic-perfectly plastic model)로 가정하여, 파괴기준으로 Mohr-Coulomb 식과 소성 포텐셜에 대해서는 Drucker-Prager 식을 적용한 MC-DP 모델로 하였다. 이러한 MC-DP 모델의 구성식은 유한요소법에서 있어 계산치의 수렴에 유익하다. 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석이 사질토 사면의 언덕 부근에 설치된 단하의 수평거동에 대한 파악에 유효하다는 것을 확인하였다.

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광학탑재체 지지구조물 열지향오차 해석기법 연구

  • Kim, Kyung-Won;Kim, Jin-Hee;Rhee, Ju-Hun;Jin, Ik-Min
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.4 no.1
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    • pp.45-48
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    • 2005
  • Study on the thermal pointing error analysis for optical bench was performed in this paper. Spacecraft FEM is necessary to conduct thermal pointing error analysis for optical bench. But generally during the preliminary design, exact spacecraft FEM does not exist. So the analysis method to predict thermal pointing error of spacecraft is necessary without exact spacecraft FEM. In this study, these analysis techniques are described.

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Finite Element Analysis for Evaluating the Performance of RC Beams Strengthened with SFRP Coating (분사식 섬유보강 코팅으로 보강된 RC보의 성능평가를 위한 유한요소해석 연구)

  • Ha, Sung-Kug;Yang, Bum-Joo;Lee, Haeng-Ki
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.6
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    • pp.579-585
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    • 2009
  • In this paper, a series of finite element analyzes were carried out to evaluate the performance of the RC beams strengthened with sprayed fiber reinforced polymer(SFRP) coating. A damage constitutive model based on the micromechanical constitutive model(Lee, 2001) in conjunction with the damage models(Lee 등, 2000) for SFRP coating was implemented into the finite element code ABAQUS. The present prediction results were compared with experimental data(Ha, 2007; Ha 등, 2009) to assess the accuracy of the damage constitutive model. It was concluded from the comparative study that the computational model developed by implementing the damage constitutive model into ABAQUS is suitable for the prediction of the performance of RC beams strengthened with SFRP coating.