• 제목/요약/키워드: 2-D FEM

검색결과 668건 처리시간 0.026초

Modeling of pile end resistance considering the area of influence around the pile tip

  • Hyodo, Junichi;Shiozaki, Yoshio;Tamari, Yukio;Ozutsumi, Osamu;Ichii, Koji
    • Geomechanics and Engineering
    • /
    • 제17권3호
    • /
    • pp.287-294
    • /
    • 2019
  • The finite element method (FEM) is widely used to evaluate the seismic performance of pile-supported buildings. However, there are problems associated with modeling the pile end resistance using the FEM, such as the dependence on the mesh size. This paper proposes a new method of modeling around the pile tip to avoid the mesh size effect in two-dimensional (2D) analyses. Specifically, we consider the area of influence around the pile tip as an artificial constraint on the behavior of the soil. We explain the problems with existing methods of modeling the pile tip. We then conduct a three-dimensional (3D) analysis of a pile in various soil conditions to evaluate the area of influence of the soil around the pile tip. The analysis results show that the normalized area of influence extends approximately 2.5 times the diameter of the pile below the pile tip. Finally, we propose a new method for modeling pile foundations with artificial constraints on the nodal points within the area of influence. The proposed model is expected to be useful in the practical seismic design of pile-supported buildings via a 2D analysis.

사다리꼴 형태 부상용 전자석의 유효길이 평가 방법 (EVALUATION METHOD FOR THE EFFECTIVE LENGTH OF TRAPEZOIDAL-TYPE ELECTROMAGNET)

  • 구대현;강도현;신판석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 B
    • /
    • pp.593-596
    • /
    • 1992
  • An evaluation method for the effective length of electromagnet - which bas U-shape in frontview and trapezoidal in side view - is presented. Using 2D FEM, 2 analysing models are introduced for calculating effective length of the magnet ; the front model is using the normalized equi-pole face area of the magnet and the side model using the normalized equi-magnetic circuit. The ratio of the effective length to the length of bottom plate (core) comes out 1.25 - 1.30. In addition, 3D FEM analysis has been done and a proto-type test model is manufactured to verify the analysing method. The ratio by the experiment appears 1.2, which is reasonably in good agreement with the suggested numerical results.

  • PDF

3-D finite element modelling of prestressed hollow-core slabs strengthened with near surface mounted CFRP strips

  • Mahmoud, Karam;Anand, Puneet;El-Salakawy, Ehab
    • Computers and Concrete
    • /
    • 제21권6호
    • /
    • pp.607-622
    • /
    • 2018
  • A non-linear finite element model (FEM) was constructed using a three-dimensional software (ATENA-3D) to investigate the effect of strengthening on the behavior of prestressed hollow-core (PHC) slabs with or without openings. The slabs were strengthened using near surface mounted (NSM)-carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. The constructed model was validated against experimental results that were previously reported by the authors. The validated FEM was then used to conduct an extensive parametric study to examine the influence of prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete and strengthening reinforcement ratio on the behavior of such slabs. The FEM results showed good agreement with the experimental results where it captured the cracking, yielding, and ultimate loads as well as the mid-span deflection with a reasonable accuracy. Also, an overall enhancement in the structural performance of these slabs was achieved with an increase in prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete, external reinforcement ratio. The presence of openings with different dimensions along the flexural or shear spans reduced significantly the capacity of the PHC slabs. However, strengthening these slabs with 2 and 4 (64 and $128mm^2$ that represent reinforcement ratios of 0.046 and 0.092%) CFRP strips was successful in restoring the original strength of the slab and enhancing post-cracking stiffness and load carrying capacity.

2차원 평판 내 구멍-모서리 및 구멍간의 응력 집중 효과를 고려한 리벳 배치 최적화 기법 검증 및 제안 (Verification and Suggestion of Optimization Method for Rivet Arrangement with Regard to Stress Concentration between Hole-Edge and Hole-Hole on a 2-D Plate)

  • 이상구;공두현;심지수;신상준
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제29권6호
    • /
    • pp.491-498
    • /
    • 2016
  • 리벳이나 볼트가 결합되는 구멍은 항공기, 선박 및 기타 구조물에 사용되는 판재의 응력 집중을 유발한다. 과도한 응력 집중 현상이 지속되면 종래에는 파단이 일어날 수 있으므로 설계 단계에서 응력 집중 현상의 명확한 해석이 중요하다. 이 논문에서는 판재위에 리벳을 배치하는 간단한 최적화 방법이 제시되었다. 첫째로 응력 집중 현상 해석에서 FEM 구조 해석이 얼마나 정확한지 검증하였다. 평판 위에 존재하는 단일 구멍의 반경을 바꿔가며 응력 집중 계수의 변화를 분석하였다. 같은 방법으로 일렬로 존재하는 구멍들 사이에서의 응력 집중 계수를 수치 해석하였다. 각각의 응력 집중 계수를 이론값과 비교하여 정확도를 확인하였다. 마지막으로 두 응력 집중 현상을 독립적으로 적용하는 최적화 방법을 확인 및 검증하였다. 이 결과들은 이론적인 예측과 밀접한 경향성을 보여 앞으로의 리벳 배치 최적화에도 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

2차원 유한요소법을 이용한 지반의 진동에 대한 동적응답해석 (Vibration Analysis on the Ground by 2D FEM)

  • 황성춘;박춘식;정성교
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
    • /
    • pp.365-370
    • /
    • 1999
  • In this paper, dynamic response analysis on the ground movement applied traffic load by 2D finite element procedure has been studied. In particular, The paper deal with pointing acceleration method that applied AFIMEX Code as like 2D-FLUSH using equivalent linear method. As the result, it is found that dynamic response analysis by pointing acceleration method expressed ground movement by traffic load exactly.

  • PDF

LTCC 기술을 적용한 집적화된 2.4 GHz 대역 무선 송수신 모듈 구현 (A Compact Integrated RF Transceiver Module for 2.4 GHz Band Using LTCC Technology)

  • 김동호;김동수;유종인;김준철;박종대;박종철
    • 한국전자파학회논문지
    • /
    • 제22권2호
    • /
    • pp.154-161
    • /
    • 2011
  • 본 논문에서는 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic: LTCC) 기술을 이용하여 집적화된 2.4 GHz 대역 무선 송수신 모듈을 구현하였다. 구현된 송수신 모듈은 무선 전단부(RF front-end)단과 송수신 IC칩 단으로 나누어진다. 무선 전단부단은 송수신을 선택하기 위한 SPDT 스위치와 스위치 동작을 위한 DC block 커패시터를 제외하고, 모두 LTCC 내부에 내장하였다. 제작된 무선 전단부는 8층으로 설계되었고, 크기는 $3.3\;mm{\times}5.2\;mm{\times}0.4\;mm$이며, 무선 전단부의 측정 결과는 시뮬레이션과 유사한 결과를 보인다. 송수신 IC 칩 단은 신호 및 전원 선로와 송수신 IC 칩으로 구성이 되어 있다. 제작된 무선 송수신 모듈은 내부 접지(inner GND) 3개 층을 포함한 9층으로 설계되었으며, 크기는 $12\;mm{\times}8.0\;mm{\times}1.1\;mm$이다. 최종적으로 2.4 GHz 대역 송수신 모듈의 송신 파워는 18.1 dBm이고, 수신 민감도는 -85 dBm의 특성으로 우수한 결과를 나타내었다.

라인(line) 제약조건을 가지는 2차원 사각 메쉬의 자동 생성 알고리즘 (An Algorithm of Automatic 2D Quadrilateral Mesh Generation with the Line Constraints)

  • 김인일;이규열;조두연;김태완
    • 한국CDE학회논문집
    • /
    • 제8권1호
    • /
    • pp.10-18
    • /
    • 2003
  • FEM (Finite Element Method) is a fundamental numerical analysis technique in wide spread use in engineering application. As the solving time occupies small portion of entire FEM analysis time because of development of hardware, the relative lime to the whole analysis time to make mesh mod-els is growing. In particular, in the case of stiffeners such as features attached to plate in ship structure, the line constraints are imposed on mesh model together with other constraints such as holes. To auto-matically generate two dimensional quadrilateral mesh with the line constraints, an algorithm is pro-posed based on the constrained Delaunay triangulation and Q-Morph algorithm in which the line constraints are not considered. The performance of the proposed algorithm is evaluated. And some numerical results of our proposed algorithm ate presented.

전극형상을 고려한 수정진동자 해석 기법 연구 (FEM analysis of Quartz oscillator considering dimensions of electrode)

  • 박승배;김종정;이덕훈;김태성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
    • /
    • pp.543-546
    • /
    • 2001
  • So far, the design methods of quartz crystal resonator have been developed. Recently, as the electronic package and semiconductor modules become smaller, the need to minimize the sizes of crystal components grows larger. but Minimizing crystal plate sizes has limitations because its temperature-frequency characteristics is worse and unwanted resonances occur. so appropriate design of electrode size and crystal plates is necessary. In this palter, Two-dimensional governing equations for electroded piezoelectric crystal plates with general symmetry have been solved from deduced equations from three-dimensional equations of linear piezoelectricity in most cases. In practice, electroded piezoelectric crystal plates have three-dimensional geometry, so simplified 2-dimensional equations and 2-D modeling are insufficient for explaining its resonance modes and characteristics. So, three-dimensional FEM(finite element method) analysis is done and its effectiveness is verified from analyzing practical crystal resonator model.

  • PDF

유한요소 해석을 통한 Asphalt Plug Joint의 분석 방법에 대한 연구 (A Study on Analysis Method of Asphalt Plug Joint using FEM)

  • 문경태;박휘립;박상렬
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제31권2D호
    • /
    • pp.237-245
    • /
    • 2011
  • Asphalt Plug Joint(APJ)는 미국을 비롯한 유럽의 여러 국가에서 적용사례가 늘어가고 있는 새로운 형태의 신축이음장치이다. APJ는 시공 및 유지보수 비용이 저렴하고 시공이 간단하며, 우수한 평탄성을 확보한다는 장점을 가지고 있으나 조기파손되는 문제점이 드러나 사용성을 방해하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 연구가 진행되어 왔고, 기존 연구 중 FEM 해석을 수행하였으나 FEM 해석시 재료를 너무 단순화하여 해석함으로써 해석의 신뢰성이 많이 떨어져 신축이음장치의 거동을 분석하는데 미흡하였다. 따라서 본 논문에서는 이러한 FEM 해석의 신뢰성을 높이기 위해 새로운 재료모델을 제안하고 실제 거동과 비교하여 유효성을 확인하였다. 본 연구에서 FEM 해석은 ABAQUS 전산 프로그램를 사용하였으며 재료모델은 Bramel et al.이 APJ 재료 시험한 결과를 근거로 탄소성모델과 점탄성모델을 제안하였다. 탄소성모델은 시간에 따른 변형속도를 반영하지 못하므로 시간독립해석으로 정의하였으며, 점소성 모델은 변형속도를 반영하므로 시간의존해석으로 정의하였다. 해석을 통해 APJ의 거동에 영향을 미치는 다양한 요소의 영향을 검토하였으며, 시간의존해석이 실제 실험결과와 비슷한 거동을 나타냄을 확인하였다.

성토가 주변지반에 미치는 영향에 대한 해석적 검증과 실측치의 비교분석 (Comparison between 2D FEM Analysis using Elastic (visco)-plastic model and In-situ Behavior)

  • 황성춘;김승렬
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국지반공학회 2000년도 연약지반처리위원회 학술세미나
    • /
    • pp.79-92
    • /
    • 2000
  • In this paper, comparison of the observed and the predicted ground deformations due to the construction of road embankment with peck drain near the construction site was made. Measurement of the ground deformation at the gasoline stand due to the construction of road embankment was made and it was compared with the predicted deformation results of Finite Element Method analysis made with Elasto-plastic and Elastic visco-plastic models. A well agreement was obtained between the measured and predicted ground deformations.

  • PDF