• Title/Summary/Keyword: 유한요소 시뮬레이션

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Modal Analysis of Automotive Body Model using Mode Synthesis Method (모드합성법을 사용한 차체모델의 모달해석)

  • 장경진;지태한;박영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.34-39
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    • 1995
  • 최근 승용차의 급격한 수요증가와 더불어 차량의 승차감 개선에 많은 관심이 집중되면서, 저진동 저소음 차량에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 연구의 일부로서, 수치해석법 및 진동실험에 의하여 복잡한 전체 구조물을 해석할 경우, 계산기의 기억용량, 계산시간, 비용이 많이 들게 되고, 한번 해석을 행한 구조물을 부분적으로 변경할지라도 전체의 계산을 다시 수행해야만 한다. 그래서, 복잡한 전체 구조물을 몇 개의 부분구조물로 나누어, 분계의 특성에 맞게 각기 수치해석법이나 모달실험을 적용한 후, 다시 합성하는 방법이 제시되었는데, 이것이 부분구조합성법이다. 이 방법을 사용하면, 유한요소 모델링이 쉬운 분계와 실험이 쉬운 분계를 서로 구분하여 각기 해석한 후 합성함으로써, 각 분계의 특성에 맞는 효율적인 해석을 수행할 수가 있다. 지금까지의 연구를 살펴보면, 유한요소해석에 의한 모드합성법에서는 Hurty가 구속모드법을 제안한 이래, 불구속모드법, 주종계법 등 많은 연구가 있었으나, 실험모달해석을 병행할 경우에는 결합부에서의 회전자유도의 처리문제, 특성 행렬의 동정문제, 많은 절점으로부터 데이타를 얻어야 하는 등의 어려움이 있었다. 이러한 문제를 개선시켜서 Hermanski등은 회전자유도가 보간된 모드합성법(interpolated mode synthesis, IMS)을 연구하여, 적은 실험데이타만을 사용하면서 단순지지 보에 적용함으로써 타당성을 입증하였다. 한편, 차체는 복잡한 부분구조물들로 이루어져 있으므로, 본 연구에서는 유한요소모델링의 용이함, 실험의 간편성, 계산의 효율성등을 추구하며, 실험과 유한요소해석을 병행한 부분구조합성법을 차량의 BIW(body in white)에 적용하는 방법을 연구하게 되었다. 그 기본연구로서 실험과 유한요소해석을 병행하여 회전자유도를 보간하는 방법을 먼저 단순한 판구조물에 적용을 하고, 나아가 실제 BIW를 축소하여 자체 제작한 모형차에 적용시켜 보았다.물은 분계 A(16개의 사각요소)와 분계 B(8개의 사각요소)로 이루어져 있으며 두개의 스프링으로 결합되어 있다. 설계변수는 강성에 국한하였으며 결합부의 결합형태는 탄성결합과 강결합으로 하였다. 감도해석과 축소임피던스 합성법에 의해 구해진 고유진동수와 FRF를 상용 유한 요소 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 통하여 검증하여 이 연구의 타당성을 검토하였다.인풋기어에서의 회전수 변동을 측정하고, 이 실험 데이타를 기초로 하여 엔진 토크 및 변속기에서의 드래그 토크를 계산하여 엔진-변속기 인풋기어의 반한정계 2자유도 진동모델과 비틀림 특성을 가진 클러치 디스크의 프리댐퍼 영역에 대해 시뮬레이션을 수행하여 클러치 비틀림 기구의 설계인자인 비틀림 강성, 히스테리시스 토크에 따른 비틀림 진동 저감 효과를 연구하고자 한다.성을 확인하였다. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the maximum relaxivity value. Th

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Analysis of RTM Process Using the Extended Finite Element Method (확장 유한 요소 법을 적용한 RTM 공정 해석)

  • Jung, Yeonhee;Kim, Seung Jo;Han, Woo-Suck
    • Composites Research
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    • v.26 no.6
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    • pp.363-372
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    • 2013
  • Numerical simulation for Resin Transfer Molding manufacturing process is attempted by using the eXtended Finite Element Method (XFEM) combined with the level set method. XFEM allows to obtaining a good numerical precision of the pressure near the resin flow front, where its gradient is discontinuous. The enriched shape functions of XFEM are derived by using the level set values so as to correctly describe the interpolation with the resin flow front. In addition, the level set method is used to transport the resin flow front at each time step during the mold filling. The level set values are calculated by an implicit characteristic Galerkin FEM. The multi-frontal solver of IPSAP is adopted to solve the system. This work is validated by comparing the obtained results with analytic solutions. Moreover, a localization method of XFEM and level set method is proposed to increase the computing efficiency. The computation domain is reduced to the small region near the resin flow front. Therefore, the total computing time is strongly reduced by it. The efficiency test is made with a simple channel flow model. Several application examples are analyzed to demonstrate ability of this method.

Simulation of Average Bit Error Rate for Computer Hard Disk Drive System Using Planar Silicon Head (평면 실리콘 헤드를 사용한 하드 디스크 드라이브 시스템의 Average Bit Error Rate 시뮬레이션)

  • 서정욱;조순철;김용수;노광춘
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.8 no.6
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    • pp.395-399
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    • 1998
  • 평면 실리콘 헤드를 사용한 디스크 드라이브(hard disk:HDD) 시스템의 average bit error rate(ABER)를 계산하였다. ABER을 구하기 위해 3차원 유한 요소법을 사용하여 헤드 자장 분포를 구하고 error rate response surface(ERRS)를 구하엿다. 다음에 track misregistration(TMR)과 계산되어진 ERRS를 컨볼루션하여 ABER을 시뮬레이션 하였다. 허용할 수 잇는 에러 율이 10-6이라 하고 트랙 피치가 3.7$\mu$m일 때, 요구되는 TMR은 0.36$\mu$m이었다. 이는 트랙 피치의 9.7이었다.

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Dynamic Modeling and Simulation of a Towing Rope using Multiple Finite Element Method (다물체 요소이론을 이용한 예인줄 동역학의 모델링 및 시뮬레이션)

  • Yoon, Hyeon-Kyu;Lee, Hong-Seok;Park, Jong-Kyu;Kim, Yeon-Gyu
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.36 no.5
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    • pp.339-347
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    • 2012
  • After towing rope connecting a barge to a tug was subdivided into multiple finite elements, then those dynamic models was established using Newton's second law and considering the external force and moment such as tension, drag, Coriolis force, gravity, buoyancy, and impact due to free surface acting on each element. While the previous research on the model of towing rope considered only translation, five-degree-of-freedom equations of motion except roll based on the body-fixed frame were established in this paper. All elements are connected by a spring and a damper, and the stiffness of the spring was set as the equivalent value of the real rope. In order to confirm the established multiple finite element model, various scenarios such as freely falling of towing rope in the air and above the free surface, accelerating of a tug which tows a barge connected by towing rope, and sinusoidal moving of a tug were set up and simulated. As the results, the trajectories of the tug, the barge, and the towing rope showed good tendencies to the ones of real expected situations.

Incremental Excavation Analysis of Fluid-Saturated Ground (고체/유체 혼합체 이론모델에 의한 지반굴착해석)

  • 구정회;홍순조
    • Computational Structural Engineering
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    • v.6 no.2
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    • pp.17-22
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    • 1993
  • 본 고에서는 다공매체에서 고체/유체의 상호작용을 조합해석할 수 있는 유한요소모델 개발현황을 살펴보고 이를 이용하여 다공매체의 단계적 굴착 시뮬레이션을 수행할 때 현재 널리 사용하고 있는 전응력해석에 의한 결과와의 차이점을 살펴보고자 한다.

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Simulations for Internal Defect Inspection Using Laser Generated Ultrasonic Wave in Ablation Regime (어블레이션 영역 레이저 초음파의 시뮬레이션과 내부결함 검사)

  • Kim, Jin-Gyum;Choi, Sungho;Jhang, Kyung-Young
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.34 no.3
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    • pp.226-232
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    • 2014
  • In the present study, the characteristics of laser ultrasound in the ablation regime are investigated using simulations and experiments. The laser ultrasonic technique has been recognized as a noncontact method in the field of nondestructive tests (NDTs). In hostile environments (such as hot temperatures), this method has various advantages over the conventional contact ultrasonic method. In particular, in the ablation regime, the laser ultrasonic technique is suitable for inspecting internal defects because of the high amplitude and directivity of the longitudinal wave. In this paper, a simulation model for laser ultrasound in the ablation regime was developed. This model was subsequently applied to a defective specimen using the B-scan method to locate defects. Finally, we performed an experimental test to verify the simulation results. Consequently, the simulation demonstrated good agreement with the experimental test.

A study on the biomechanical modeling of human pharynx by using FEM(Finite Element Method) (유한요소기법에 의한 인두의 생체역학모델에 관한 연구)

  • Kim, Seong-Min;Kim, Nam-Hyeon
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.19 no.4
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    • pp.423-429
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    • 1998
  • Human pharynx is unique, acting as a complex interchange between the oral cavity and esophagus, and between the nasal cavity and lungs. It is actively involved in the transport of food and liquid, producing the forces that guide that bolus into the upper esophagus and away from the adjacent larynx and lungs. This study intended to develop a biomechanical model of the human pharynx, utilizing Finite Element Method(FEM). Within each model changes in cross sectional intralumenal area were calculated and compared with the area from the computer-generated FE model. Area matching allowed estimation of intraluminal pressure gradients during swallow. The estimated pharyngeal pressure gradient varies from one region to another. The estimated pharyngeal pressure gradients showed different patterns for upper four levels and lower four levels. The contraction velocity for upper four levels is much higher than lower four levels. The higher contraction velocities and pressure gradients in the upper levels are consistent with the bolus velocities required for efficient swallow.

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Comparative Study on Structural Behaviors of Skull in Occlusions for Class I and Full-CUSP Class II (정상 I급 교합과 Full-CUSP II급 교합의 두개골 구조거동 비교 해석연구)

  • Lee, Yeo-Kyeong;Park, Jae-Yong;Kim, Hee-Sun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.29 no.4
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    • pp.309-315
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    • 2016
  • Recently, finite element analysis technique has been widely used for structural and mechanical understandings of human body in the dentistry field. This research proposed an effective finite element modeling method based on CT images, and parametric studies were performed for the occlusal simulation. The analyses were performed considering linear material behaviors and nonlinear geometrical effect, and validated with the experimental results. In addition, the skull models with two different molar relations such as Class I and full-CUSP Class II were generated and the analyses were performed using the proposed analytical method. As results, the relationships between the mandibular movement and occlusal force of both two models showed similar tendency in human occlusal force. However, stress was evenly distributed from teeth to facial bone in the skull model with Class I, while stress concentration was appeared in the model with full-CUSP Class II due to the changes of occlusal surfaces of the model.

Effect of Laser Shock Peening Simulation Parameters on Residual Stress of Inconel Alloy 600 Steel (LSP 시뮬레이션 변수가 Inconel 600 합금의 잔류응력에 미치는 영향)

  • Kim, Ju-Hee;Kim, Yun-Jae;Kim, Joung-Soo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.1
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    • pp.43-50
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    • 2012
  • The effects of parameters related to the finite element simulation of the laser shock peening(LSP) process on the residual stresses of Inconel alloy 600 steel are discussed. In particular, we focus on the maximum pressure, pressure pulse duration, laser spot size, and number of shots. It is found that certain ranges of the maximum pressure and pulse duration can produce the maximum compressive residual stresses near the surface, and thus proper choices of these parameters are important. The residual stresses are not affected by the laser spot size, provided it is larger than a certain size. The magnitudes of the compressive residual stresses and the plastically affected depths are found to increase with an increasing number of shots, but this effect is less pronounced for more shots.