• 제목/요약/키워드: 혼합유한요소

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가중함수법에 의한 기계적 체결부에 존재하는 타원형 모서리균열의 혼합모드 응력확대계수 (Mixed-Mode Stress intensity Factors for Elliptical Corner Cracks in Mechanical Joints by Weight Function Method)

  • 허성필;양원호;김철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권4호
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    • pp.703-713
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    • 2001
  • Mechanical joints such as bolted or riveted joints are widely used in structural components and the reliable determination of the stress intensity factors for corner cracks in mechanical joints is needed to evaluate the safety and fatigue life. This paper analyzes the mixed-mode stress intensity factors of surface and deepest points for quarter elliptical corner cracks in mechanical joints by weight function method and the coefficients included in weight function are determined by finite element analyses for reference loadings. The extended form of the weight function method for two-dimensional mixed-mode to three-dimensional is presented and the number of terms in weight function is determined by comparing the results for the different number of terms. The amount of clearance is an important factor in evaluating the severity of elliptical corner cracks in mechanical joints and even horizontal crack normal to the applied load is under mixed-mode in the case that clearance exists.

전자계 결합특성 및 대류 경계조건을 적용한 수치 해석적 열전달 해석 (Numerical Heat Transfer Analysis applying Coupled Electromagnetic Characteristics and Convection Boundary Condition)

  • 김창기;김상훈;정상용
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.55-61
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    • 2009
  • 본 논문에서는 정열계 해석을 위해 유한요소법(F.E.M)을 이용한 열전달 해석 기법에 대하여 다루고 있다. 특히, 열전달의 주요 쟁점인 혼합 경계조건을 띄는 대류 경계조건을 자계 문제와 비교하여 갤러킨법(Galerkin Method)으로 정식화하였다. 그리고 해의 신뢰성을 확보하기 위해 자계 해석을 통해 열원이 되는 손실을 구한 후, 반복적 알고리즘을 통해 에너지 평형 방정식을 만족하는 열전달 계수를 산정하여 열전달 문제를 고려하는 자계-열계 결합 해석을 하였다. 마지막으로, 측정치와 비교하여 제안된 방법의 효용성을 증명하였다.

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혼합다이아프램 형식을 적용한 콘크리트충전 원형강관 기둥-보 접합부의 구조적 특성 (Structural Characteristics of Beam-to-Column Connection of Circular CFT Columns by Using Mixed Diaphragms)

  • 왕녕;이명재
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제27권3호
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    • pp.299-310
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    • 2015
  • 일반적인 CFT구조는 구조적 거동이 우수함에도 불구하고 폐단면으로 인한 제작 및 가공의 번거러움, 충전성 등의 문제를 가지고 있다. 이 연구는 CFT구조의 충전성을 개선한(보의 상플랜지에는 관통다이아프램, 하플랜지에는 외측다이아프램을 적용) 기둥-단순보의 접합부에서 외측 다이아프램의 치수에 따른 구조적 거동을 살펴보았다. 변수해석을 실시하여 EP-T 타입 접합부내력 영향을 주는 이유를 찾았다. 결과적으로 원형CFT기둥-보접합부에 대한 실험 및 해석을 통하여 원형 CFT구조의 구조적 거동을 조사했다.

유한요소해석을 이용한 Channel I butt SA 용접부 변형 해석에 관한 연구 (A Study on Welding Distortion of Channel I Butt SA Weld using FE Analysis)

  • 신대희;신상범;이주성
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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    • pp.189-192
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    • 2006
  • The purpose of this study is to evaluate the welding distortion at the channel I butt SA weldment. In order to do it, the heat input model for the weldment was defined as combined heat source with the surface heat flux of gaussian mode and volume heat source uniformly distributed within weld groove on the basis of comparing the shapes of molten pool and temperature distribution obtained by FEA and experiment. The arc efficiency of SA welding for 2 dimensional FE analysis was determined as 0.85. The results of welding distortions at the weldment obtained by FEA and heat input conditions proposed have a good agreement with those obtained by experiment. Based on the results, it was suggested that the proper heat input model should be required to evaluate the welding distortion for weldment.

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가중함수법에 의한 기계적 체결홀에 존재하는 타원호형: 관통균열의 음력확대계수 해석 (II) - 혼합모드 음력확대계수 해석 - (Stress Intensity Factor Analysis of Elliptical Arc Through Cracks at Mechanical Fastener Holes by Weight Function Method (II) - Mixed-Mode Stress Intensity Factor Analysis -)

  • 허성필;양원호;류명해
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권10호
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    • pp.1671-1677
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    • 2001
  • Cracks at mechanical fastener holes usually nucleate as elliptical comer cracks at the faying surface of the mechanical joints and grow as elliptical arc through cracks. The weight function method for elliptical arc through cracks at mechanical fastener holes has been developed and verified in the part I of this study. In part H, applying the weight function method, the effects of the amount of clearance on the mixed-mode stress intensity (actors are investigated and the change of crack shape is predicted from the analysis for various crack shapes. The stress intensity factors leer inclined crack are analyzed and critical angle at which mode I stress intensity factor becomes maximum is determined.

유한요소해석을 이용한 채널 I 형 잠호 맞대기 용접부의 변형 및 잔류 응력 예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of Welding Distortion and Residual Stress for Channel I Butt SA Weldment Using FE Analysis)

  • 신대희;신상범;이주성
    • 대한조선학회논문집
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    • 제44권6호
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    • pp.598-604
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    • 2007
  • The purpose of this study is to establish the predictive method of welding distortion and residual stress for the channel I butt SA (submerged arc) weldment using FEA. In order to do it, the heat input model for the weldment was defined as the combined heat source with the surface heat flux of gaussian distribution and volumetric heat source uniformly distributed within weld groove by comparing the shapes of molten pool and temperature distribution obtained by FEA with those of experiments. The arc efficiency of SA welding for two-dimensional FE analysis was evaluated as 0.85. The welding distortion and residual stress of the weldment obtained by FEA and heat input model proposed have a good agreement with those obtained by experiment. Based on the results, it was suggested that the proper heat input model should be required to evaluate the welding distortion for weldment.

고차이론을 이용한 보 및 아치형 구조물의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Beam-and Arch-Like Structures using Higher-Order Theory)

  • 조진래
    • 전산구조공학
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    • 제10권1호
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    • pp.185-191
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    • 1997
  • 보 및 아치형 구조물은 2차원 탄성체이지만 두께가 상대적으로 매우 얇다는 특성 때문에 Kirchhoff이나 Reissner-Mindlin이론과 같이 변위장의 두께방향 변위를 선형함수로 근사화시켜왔다. 그 결과 2차원 문제가 물체의 중립면에서 표현되는 1차원 문제로 차원이 감소되어 이론적 해석이 간편해 진다. 그러나 경계에서와 같이 두께방향 변위가 복잡한 영역의 거동을 보다 정확히 해석하기 위해서는 2차원 선형 탄성이론이나 두께방향 다항식의 차수가 상당히 높아야 한다. 본 논문은 두께방향 다항식의 차수변화에 따른 해석정도 경향 및 여러 다른 차수를 한 문제 영역에 혼합하는 모델조합에 대한 내용을 제시한다.

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고속 흐름에서의 충격파와 난류경계층의 상호작용에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Shock Wave Turbulent Boundary Layer Interactions in High-Speed Flows)

  • 문수연;손창현;이충원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권3호
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    • pp.322-329
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    • 2001
  • A study of the shock wave turbulent boundary layer interaction is presented. The focus of the study is the interactions of the shock waves with the turbulent boundary layer on the falt plate. Three examples are investigated. The computations are performed, using mixed explicit-implicit generalized Galerkin finite element method. The linear equations at each time step are solved by a preconditioned GMRES algorithm. Numerical results indicate that the implicit scheme converges to the asymptotic steady state much faster than the explicit counterpart. The computed surface pressures and skin friction coefficients display good agreement with experimental data. The flowfield manifests a complex shock wave system and a pair of counter-rotating vortices.

전단변형함수에 따른 역대칭 앵글-플라이 복합면재를 갖는 샌드위치판의 휨거동 평가 (Bending Assessment of Antisymmetric Angle-ply Composite Sandwich Plates with Various Shear Deformation Functions)

  • 박원태;천경식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권11호
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    • pp.5347-5356
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    • 2011
  • 본 연구에서는 Lagrangian/Hermite 보간함수를 혼합정식화한 유한요소법과 다양한 전단변형함수로 역대칭 앵글-플라이 샌드위치판 모델을 비교하였다. 제시된 전단변형함수는 판의 상하면에서 전단응력이 0이 되는 다항식, 삼각함수, 쌍곡삼각함수 및 지수함수로 구성되어 있다. 모든 전단변형함수는 해석해(Analytical solution)와 비교하였으며, 합리적인 정확도를 갖는 것으로 예측되었다. 특히, 지수형태의 전단변형함수가 복합면재를 갖는 샌드위치판 해석에 있어서 상대적으로 가장 우수한 결과를 보였다.

자연섬유 복합재료 풍력 발전 시스템 블레이드 제작 및 구조 시험 연구 (A Study on Manufacturing and Structural Test of Wind Turbine System Blade using Natural Composite)

  • 박현범
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.30-35
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    • 2017
  • 본 연구에서는 자연섬유 복합재료를 적용하여 1kW급 수평축 소형 풍력 발전 시스템 블레이드의 제작과 구조 시험 연구를 수행하였다. 블레이드의 설계 요구 조건을 분석하여 공력 설계를 수행하였다. 공력 설계 이후 구조 설계 하중을 도출하고 블레이드의 구조 설계를 수행하였다. 블레이드의 구조 설계기법은 복합재료를 적용한 단순 설계 기법과 혼합 설계 기법을 적용하였다. 설계된 블레이드의 구조 안전성은 다양한 하중조건, 변위, 좌굴 등의 해석을 위해 유한요소기법으로 분석하였다. 최종 자연 섬유를 적용한 블레이들 제작하였으며, 구조 시험을 수행하였다.