• Title/Summary/Keyword: 유한요소 크기

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Adaptive Mesh Generation in Large Deformation Analysis of Shell Structures with Advancing Front Method (Advancing Front Method를 이용한 대변형 쉘 구조물의 적응적 유한요소 자동생성법)

  • 장창두;정진우;문성춘
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.3
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    • pp.447-455
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    • 1999
  • An adaptive mesh generation scheme is developed for effective non-linear analysis of the shell structures under large deformation. In particular, based on a posteriori error estimation, remeshing method on each load step is of primary interest here. An advancing front method, called paving method, is adopted for remeshing. It can be known that the adaptive mesh generation using contours of spacing values obtained from stress errors has an advantage in the adaptive analysis of the shell structures.

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Size Effect Analysis for Shear Strength of Large Reinforced Concrete Beams (대형 철근콘크리트 보의 전단강도에 대한 크기효과 해석)

  • 한상호
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.3
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    • pp.345-352
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    • 1999
  • 철근콘크리트 보의 전단강도에 대한 크리효과는 다른 각종 강도에 대한 크기효과에 비해 현저히 나타난다는 것이 많은 실험적 연구로부터 입증되었으며, 이를 배경으로 세계 여러 나라의 전단강도에 대한 설계 기준식들이 전단강도의 크리효과를 반영하고 있는 실정이다. 그러나, 철근콘크리트 구조물이 점점 대형화됨으로써 이와 같은 설계 기준식의 실험적 검토는 사실상 불가능하게 될 것이다. 본 연구에서는 파괴역학에 근거한 비선형 유한요소프로그램을 이용하여 전단보강철근이 없는 대형 철근콘크리트 보의 전단강도에 대한 크기 효과를 재현해 보았다. 또한, 해석 및 실험결과를 이용하여 크기효과가 고려된 몇 가지 대표적인 전단강도식과 비교하였다.

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The Development of a Non-Linear Finite Element Model for Ductile Fracture Analysis - For Mini-Computer - (연성파괴 해석을 위한 비선형 유한요소 모델의 개발 -소형 컴퓨터를 위한 -)

  • 정세희;조규종
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.1
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    • pp.25-33
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    • 1986
  • In this paper, the frontal method based elastic-plastic F.E.M. program for mini-computer was developed. Since, the executable source program size was restricted by the system core memory size on the mini-computer, the active variables were memorized by the element base and the nonactive varables were memorized to the external disc file. The active variables of the finally developed program were reduced enough to execute about 1,000 freedom finite element on the mini-computer on which available variables were restricted as 32,767 integers. A modified CT fracture test specimen was examined to test the developed program. The calculated results were compared with experimental results concerning on the crack tip plastic deformation zone. Recrystallization technique was adopted to visualize the intensive plastic deformation regions. The Von-Mises criterion based calculation results were well agreed with the experimental results in the intensive plastic region which was over than 2% offset strain. The F.E.M. results using the developed program were well agreed with the theoritical plastic boundary which was calculated by the stress intensity factor as r$_{p}$=(K$_{1}$$^{2}$/2.pi..sigma.$_{y}$$^{2}$).f(.theta.).).).

Buckling Behavior of Transversely Isotropic Composite Shells Subjected to Axial Compression (축방향 압축 하중을 받는 횡등방성 복합재료 쉘의 좌굴거동)

  • 김성도;정진환
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.229-239
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    • 1998
  • 복합재료는 강도-무게비가 다른 재료들에 비해 훨씬 크기 때문에 부재의 좌굴문제가 대단히 중요하게 취급되며, 본 논문에서는 축방향 압축력을 받는 복합재료로 된 쉘 부재의 좌굴해석이 수행된다. 이 재료는 일반적으로 이방성 재료 특성을 나타내 보이나, 섬유들이 한 방향으로만 배치되어 있는 경우 섬유방향에 연직한 평면에서의 강도나 탄성계수들은 모두 일정한 횡 등방성 재료성질을 가진 것으로 간주할 수 있다. 9 절점 degenerate 쉘 유한요소를 사용한 선형안정해석, LUSAS 범용 프로그램을 이용한 구조해석, 그리고 고전적 쉘 좌굴방정식에 의한 해석들을 수행하였으며, 그 결과들을 서로 비교, 분석하였다. 고려된 등방성 재료나 횡 등방성 재료의 경우 모두, degenerate 유한요소해석으로 계산한 임계하중들은 고전적 이론해에 의한 결과들 보다 낮았으며, LUSAS 결과들과는 거의 같았다. 이는 degenerate 유한요소에 의한 선형안정해석 결과들이 안전측에 듬을 의미하며, 복합재료로 된 쉘 구조물의 좌굴해석에 degenerate 유한요소를 효율적으로 적용할 수 있음을 의미한다.

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p-Version Finite Element Analysis of Elasto-Plastic Cracked Plates Including Strain Hardening Effects (변형률 경화효과를 고려한 탄소성 균열판의 p-Version 유한요소해석)

  • 우광성;홍종현;윤영필
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.537-549
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    • 1999
  • 선형탄성 파괴해석은 균열을 갖는 변형률 경화재료의 파괴거동을 예측하는데 불충분하기 때문에 최근에는 균열 선단 부에서 대규모 소성 역을 갖는 균열 체에 적용할 수 있는 많은 파괴역학개념이 제안되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 대규모항복 조건하의 연성파괴를 보이는 평판을 정확하게 해석할 수 있는 새로운 유한요소모델을 제시하고자 한다. 균열 선단 부의 응력 장을 정의하는데 가장 지배적인 파괴매개변수인 J-적분 값과 소성 역의 크기 및 형상을 J-적분법과 등가영역적분법을 통해 파괴거동을 설명할 수 있도록 증분소성이론에 기초를 둔 p-version 유한요소해석이 채택되었다. 제안된 유한요소모델에 의한 수치해석결과는 이론 해와 h-version 유한요소해석과 비교되었다.

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Modeling of Size-Dependent Strengthening in Particle-Reinforced Aluminum Composites with Strain Gradient Plasticity (변형률 구배 소성을 고려한 입자 강화 알루미늄 복합재의 크기 종속 강화 모델링)

  • Suh, Yeong-Sung;Park, Moon-Shik;Song, Seung
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.7
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    • pp.745-751
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    • 2011
  • This study proposes finite element modeling of dislocation punching at cooling after consolidation in order to calculate the strength of particle-reinforced aluminum composites. The Taylor dislocation model combined with strain gradient plasticity around the reinforced particle is adopted to take into account the size-dependency of different volume fractions of the particle. The strain gradients were obtained from the equivalent plastic strain calculated during the cooling of the spherical unit cell, when the dislocation punching due to CTE (Coefficient of Thermal Expansion) mismatch is activated. The enhanced yield stress was observed by including the strain gradients, in an average sense, over the punched zone. The tensile strength of the SiCp/Al 356-T6 composite was predicted through the finite element analysis of an axisymmetric unit cell for various sizes and volume fractions of the particle. The predicted strengths were found to be in good agreement with the experimental data. Further, the particle-size dependency was clearly established.

Finite Element Analysis of Eddy Current Array Probe Signals for Inspection of Steam Generator Tubes in Nuclear Power Plant (원전 세관 검사를 위한 배열와전류신호의 유한요소해석)

  • Kim, Ji-Ho;Lim, Geon-Gyu;Lee, Hyang-Beom
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.04b
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    • pp.109-111
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    • 2009
  • 본 논문에서는 전자기 유한요소 해석을 이용하여 원전 증기발생기 세관에서의 결함 변화에 따른 배열와전류프로브의 와전류탐상 특성을 해석하였다. 프로브의 전자기적 특성을 해석하기 위하여 3차원 전자기유한요소법을 이용하였다. 해석 대상으로 FBH 결함이 있는 세관을 사용하였으며, 결함의 위치는 관의 외부표면에 존재하게 하고 결함의 깊이는 세관 두께의 20%, 40%, 60%, 80%, 100%로 하였다. 결함의 크기를 변화시켰으며, 시험주파수는 100kHz, 300kHz, 400kHz를 사용하였다. 배열와전류프로브의 방향성에 대한 특성을 확인하기 위하여 축방향 및 원주방향 Notch 결함 신호의 차이를 비교하였다. 본 논문을 통하여 결함형상, 깊이 및 크기, 시험주파수의 변화에 따른 탐상신호의 변화를 확인할 수 있었으며, 본 논문의 결과는 배열와전류프로브의 와전류탐상 신호 평가 시 도움이 될 것이다.

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A Study on Prediction of Effective Material Properties of Composites with Fillers of Different Sizes and Arrangements (강화재의 크기 및 배치에 따른 복합재의 등가 물성치 예측에 대한 연구)

  • Lee, J. K.;Kim, J. G.
    • Composites Research
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    • v.18 no.5
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    • pp.21-26
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    • 2005
  • The validity of Eshelby-type model with Mori-Tanaka's mean field theory to predict the effective material properties of composites have been investigated in terms of filler size and its arrangement. The 2-dimensional plate composites including constant volume fraction of fillers are used as the model composite for the analytical studies, where the filler size and its arrangement are considered as parameters. The exact effective material properties of the composites are computed by finite element analysis(FEA), which are compared with effective material properties from the Eshelby-type model. Although the fillers are periodically or randomly arranged, the average Young's moduli by Eshelby-type model and FEA are in good agreement, specially for the ratio of specimen size to filler size being smaller than 0.03. However, Poisson's ratio of the composite by the Eshelby-type model is overestimated by $20\%$.

The Design Method for Using the Least Nd-Fe-B in BLDC Motor (BLDC 전동기에서 희토류 자석의 최소사용을 위한 설계기법)

  • Park, Ji-Seung;Lee, Se-Hee;Lee, Joon-Ho;Park, Il-Han
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.15-17
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    • 2001
  • BLDC 전동기의 제작시 영구자석의 가격은 전체 가격을 결정하는데 높은 비중을 갖는다. 이런 영구자석의 크기를 최적화시킬 수 있다면 비용절감이 예상된다. 본 논문은 BLDC 전동기에서 고가(高價)의 영구자석의 재료비용을 절감시키기 위한 설계방법을 제시한다. 기본적인 설계방법은 영구자석 내부에서 적정한 동작점을 갖는 한계 내에서 영구자석의 크기를 줄이는 것이다. 그리고 전동기의 전체크기를 비례적으로 증가시킴으로써 요구되는 기본파 자속을 보상한다. BLDC 전동기의 자기적 특성은 유한요소법을 사용하여 해석하였다. 회전자의 위치에 따라 계산되는 유한요소 해석결과의 magnetic vector potential을 이용하여 권선의 자속을 계산하였고, 기본파의 성분은 푸리에 변환으로 얻었다. 설계사례로서 영구자석 대 기타부분의 비용을 각각 80/20, 70/30, 60/40, 50/50으로 가정할 때 기존 전동기 비용에 대해서 크기가 새로이 조정된 전동기 비용을 비교 검토하였다.

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3-dimensional finite element analysis of maxillary molar distalization using R-jig with TADs (TADs와 R-jig를 이용한 상악 구치 원심 이동에 관한 3차원 유한요소 분석)

  • Tark, Myung-Hyun;Lee, Keunyoung;Cho, Jin-Woo;Chee, Young-Deok;Cho, Jin-Hyoung
    • Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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    • v.30 no.4
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    • pp.265-277
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    • 2014
  • Purpose: The purpose of this study was to investigate the differences of displacement pattern depending on type of sliding jig and application method during maxillary molar distalization with temporary anchorage devices (TADs). Materials and Methods: Maxilla with normal tooth size and arch shape was selected to create a 3-dimensional finite element model, which included the bracket, orthodontic main archwire, removable sliding jig (R-jig). The orthodontic mini-implant anchorage was set 8 mm superiorly from main archwire, buccally between the second premolar and first molar. The base experimental design was Condition 1, which was composed $0.019{\times}0.025$ inch stainless steel (SS) of wire size of R-jig, 200 gm force, un-tied state. And the other designs varied to wire size of R-jig, magnitude of force. The results are as follows. Results: As the wire size of R-jig was increased, the deformation of R-jig was decreased. However, the displacement of second molar wasn't different each other. As the force to second molar was increased, the more displacement of second molar was observed, and the more distal tipping movement, vetical displacement was observed. Conclusion: R-jig can get distal teeth movement in orthodontic treatment without side effects.