• 대한기계학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.1439-1450
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• 1995

Bellows is a familiar component in piping systems as it provides a relatively simple means of absorbing thermal expansion and providing system flexibility. In routine piping flexibility analysis by finite element methods, bellows is usually considered to be straight pipe runs modified by an appropriate flexibility factor; maximum stresses are evaluated using a corresponding stress concentration factor. The aim of this study is to develop a bellows finite element, which similarly includes more complex shell type deformation patterns. This element also does not require flexibility or stress factors, but evaluates more detailed deformation and stress patterns. The proposed bellows element is a 3-D, 2-noded line element, with three degrees of freedom per node and no bending. It is formulated by including additional 'internal' degrees of freedom to account for the deformation of the bellows corrugation; specifically a quarter toroidal section of the bellows, loaded by axial force, is considered and the shell type deformation of this is include by way of an approximating trigonometric series. The stiffness of each half bellows section may be found by minimising the potential energy of the section for a chosen deformation shape function. An experiment on the flexibility is performed to verify the reliability for bellows finite element.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권1호
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• pp.39-44
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• 1993

본 논문에서는 경계 damper를 이용하여 파낭의 항내 침입으로 인한 수면교난 현상을 예측할 수 있는 유한요소 수치모형에 대해서 연구하였다. 지배방정식으로는 완경사냉정식을 사용하였으며, 고체 경계면에서의 에너지 손실 효과를 고려하기 위하여 부분반사 경계조건을 도입하였다. 방사 경계조건은 Bando 등(1984)이 개발한 2차원 경계 damper로 처리하였다. 항내 영역은 8절점 등매개변수요소를 사용하여 모형화하였으며, 경계면의 경계조건은 3절점 선요소로 처리하였다. 본 수치모형의 검증을 위하여 완전 개방된 직사각형 모형항만에 대해 수치실험을 수행하였다. 또한, 고체 경계면에서의 반사율 변화 및 경계 damper의 종류에 따른 해석도 수행하여 상호 비교하였다.