• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.381-388
• /
• 2018

본 논문은 고전적인 오일러-베르누이 보의 집중소성힌지 모델링을 위한 일반유한요소법을 제안한다. 이 기법에서 소성힌지는 해의 약불연속을 묘사하는 적절한 확장함수에 의해 모델링되며, 요소간의 연결성을 변화시키지 않으면서 임의의 위치에 소성힌지를 삽입하는 것이 가능하다. 대신 소성힌지는 이미 존재하는 요소에 위계적으로 자유도를 추가함으로써 형성된다. 제안된 기법의 유효성을 검증하기 위해 수치해석 예제에 대해 h-, p-확장과 같은 수렴성 해석을 수행하였다. 수렴성 해석의 결과가 제안된 기법이 소성힌지가 절점 및 요소 내의 임의의 위치에 존재하는 두 가지 경우 모두에 대하여 유한요소이론에 의한 수렴속도를 얻을 수 있음을 보여주어 기법의 정확성을 입증하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1592-1602
• /
• 1990

본 연구에서는 최근에 주목되고 급속한 발전을 이루고 있으며 요소분할이 표 면만으로 가능하고 3차원해석에서도 데이터의 준비가 용이할 뿐만 아니라 탄성문제 특 히 균열문제의 해석에서 우수한 결과를 나타내는 경계요소법(boundary element metho- d)을 도입하여 무한영역에 대한 해석해인 Kelvin해를 기본해(fundamental solution)로 하고, 기본해에 대한 성질을 파악하여 3차원 경계요소법에 의한 선형파괴역학의 수치 해석용 프로그램을 개발해서 유한판재에 존재하는 표면균열의 응력확대 계수(Stress Intensity Factor : SIF) 값을 계산 및 비교 검토하고, 나아가서 혼합 모드(mode I+mode II)표면균열로 확장시켜 문제가 되고 있는 유한판재내의 표면균열 확장시켜 문 제가 되고 있는 유한판재내의 표면균열 결함평가의 해석에 유용한 응력확대 계수의 해 를 얻는 것을 목적으로 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.146-150
• /
• 2009

구조 시스템 식별은 역문제로서 이상화된 유한요소 모델을 실험치와 일치시키기 위해 유한요소모델을 보정하는 형태로 주로 이루어진다. 이를 위해 비선형 섭동법이 사용되고 있으며 이 방법을 실제 문제에 사용하기 위해서 시스템 축소법에 대한 연구가 진행 되고 있다. 하지만 기존의 방법에서는 유한요소모델의 모든 요소가 실험치와 다르다고 가정하여서 전체 요소 수만큼의 설계 변수를 두어서 역해석을 수행한다. 이런 기존의 방법에서는 시스템이 커짐에 따라 연산 시간이 기하급수적으로 증가하게 되어 어려움이 있다. 설계 변수의 증가는 해공간(solution space)의 확장을 의미하며 이는 해의 정확성에 큰 영향을 끼친다. 본 연구에서는 모델을 적은 수의 설계영역으로 나누어서 반복연산 단계마다 해의 경향성을 이용해서 설계 영역을 전략적으로 변경하는 적응성 설계영역기법을 제안한다. 수치예제를 통해 본 연구에서 제안하는 기법의 정확도와 효용성을 고찰한다.

• 한국음향학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.54-60
• /
• 2000

고차모드를 고려하여 단순확장관을 해석한 많은 선행연구가 이루어 졌고, 이러한 연구는 모드적합법, 속도포텐셜법, 유한요소법으로 분류할 수 있다. 이들 중 모드적합법은 동심관형확장관을 해석하는 데 유용하다. 일반적으로 입·출구의 단면적이 중간확장관의 단면적보다 작으므로 입·출구에 고려하는 고차모드의 개수는 중간확장관에 고려하는 고차모드의 개수보다 작을 수 있다. 그러나 모드적합법은 입·출구와 중간확장관에 같은 개수의 고차모드를 사용하여야 한다. 그래서 입·출구에 불필요한 고차모드를 포함하게 되어 계산시간을 늘이는 결과를 초래한다. 본 논문에서는 입구, 중간확장관 그리고 출구에 각각 임의의 고차모드의 개수를 선택할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 그리고 이 방법의 정확성을 검증하기 위하여 전통적인 모드적합법, 유한요소법과 비교하였고, 이 새로운 방법이 계산시간을 줄일 수 있다는 것을 보였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제12권4_1호
• /
• pp.1-8
• /
• 1992

면내거동과 휨거동을 받는 원형구멍을 갖는 유한평판에서 원형구멍 주위의 응력을 모델링하기 위해 p-version 유한요소법이 제시되었으며, 또한 동일한 문제로써 원형구멍으로부터 발생된 균열해석을 위해 균열확장법이 사용되었다. 적분형 르장드르함수에 기초한 p-version 유한요소법이 원형구멍 주위의 응력경사가 심한 기하형상을 모델링하는데 적합함을 보여준다. 한편, 원형 경계조건을 표현하는데 이산화오차를 피하기 위해 초유한사상기법이 사용되었다. 앞에서 제시된 방법을 통한 수치해석 결과는 Nisida, Howland, Newman 등의 실험 및 이론결과와 종래의 유한요소법에 의한 수치해석결과와 비교하여 우수한 값을 보여 주고 있다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.487-496
• /
• 1985

회전하는 축대칭 얇은 셸구조물의 진동 특성을 유한요소법에 의하여 해석하였다. 2개의 절점을 가진 Conical Frustrm 형태의 축대칭 요소를 사용하였으며 원주방향의 변위는 Fourier Series로 분해하여서 방정식의 수를 상당히 줄일 수 있었다. Sanders-Koiter의 셸이론을 사용하였으며 진 동 모우드는 회전의 영향을 설명하기 위하여 대칭 및 비대칭 모우드를 모두 고려하였다. Coriolis 행렬을 포함하는 운동방정식에서 고유 진동수를 계산하기 위해서 질량, 강성 및 Coriolis 행렬로 이루어지는 Hermitian 행렬의 Sturm Sequence Property를 이용하였으며, 좁은 밴드를 갖는 대형 행렬에 알맞는 Determinant Search 방법을 확장하여 고유진동수 및 벡터를 구하였다. 원통형 셸에 대하여 정지한 경우 계산한 고유진동수를 실험치 및 이론치와 비교한 결과 잘 일치됨을 알 수 있었다. 여러 가지 회전 속도에 대해서 얻어진 고유진동스를 이론치와 비교한 결과 잘 일치 됨을 알 수 있어\ulcorner며 회전의 영향으로 traveling wave진동의 현상이 나타남을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.217-227
• /
• 2000

본 논문에서는 유한요소법(FEM. Finite Element Method)을 적용하여 coaxial feeding 구조를 가진 접지면 위에 부착된 직육면체형 세라믹 유전체 안테나를 해석하였다. 제안된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 시제품을 제작하여 안테나 특성의 설험 값과 본 프로그램의 해석치를 비교하였으며 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 이로써 본 유한요소 프로그램을 검증할 수 있었고, coaxial feeding 구조를 가진 접지면 위에 부착된 임의의 3차원 안테나 구조불 해석에도 확장이 가능함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권3호
• /
• pp.506-513
• /
• 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.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권4D호
• /
• pp.387-393
• /
• 2010

본 논문에서는 아스팔트 포장의 균열 성장을 분석하기 위해서 확장유한요소법을 사용하였다. 또한 아스팔트의 점탄성 효과를 고려하기 위하여 맥스웰 체인을 이용한 점탄성 구성방정식을 사용하였으며, 균열 모델로는 선형점성균열 모델을 사용하였다. 특히 점탄성 구성방정식을 구성할 때 측정을 통해 얻어지는 온도별 변형계수와 지연시간을 Prony 급수를 이용해 재구성한 크리프 곡선을 직접 사용하지 않고 연속적인 미분이 가능한 멱승 로그 식으로 대체하여 사용하였다. 멱승 로그 식으로 완화시간 스펙트럼(relaxation spectrum)을 계산하여 맥스웰 체인의 부분탄성계수(partial moduli)를 도출하였다. 멱승 로그 적정 식을 통해 구한 맥스웰 체인의 부분 탄성계수는 크리프 곡선을 직접 이용하는 방법으로 구한 부분 탄성계수 보다 안정적인 형태의 곡선을 나타내어 해석을 용이하게 해준다. 개발된 정적균열 해석 모듈을 이용하여 아스팔트 시편의 온도별 정적균열 성장 실험 결과를 성공적으로 모사할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제30권5호
• /
• pp.528-532
• /
• 2006

In the aerospace industry, Cold expansion has been used the most important method that is retarded of crack initiation from fastener hole surface. Cold expansion method(CEM) is that a oversized tapered mandrel goes through the hole in order to develop a compressive residual stress as the passing of the mandrel around the hole. Therefore, because of characteristic of mandrel inserting, Residual Stress Distributions (RSD) are differently generated form Entry, Mid and Exit position of the plate. Also, it is respected that RSD are changed as distances between holes. In this paper, It is performed a FE analysis of RSD by CEM and it is respectively shown RSD in the Entry, Mid and Exit position. It is compared residual stress results form the cold expansion in these two cases: the concurrent CEM and the sequential CEM. From this research, it has been found that compressive residual stress of Entry position is lower than other positions. Also, the concurrent CE of adjacent holes leads to much higher compressive residual stress than the sequential CE. In addition, in the sequential CE case, a compressive RSD of 1 step's hole around is lower than compressive RSD of 2 step's hole around.