• Title/Summary/Keyword: 3차원 연속체 해석

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두꺼운 복합적층판의 기계적 체결 거동에 대한 유한요소 해석

  • 김유준;김형근;황태경;도영대
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.29-29
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    • 1997
  • 각광 받는 구조재료인 섬유강화 복합적층재에 대한 기계적 체결 거동은 본질적인 재료의 이방성에 의해서 파단강도가 파단 모우드와 매우 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 복합적층판 체결부의 정밀 구조 설계에서는 단순화에 따른 오차를 줄이고 정밀해에 의한 설계 및 해석이 요청된다. 특히, 층간응력 성분을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층 판의 기계적 체결부 해석이나 실제 구조물의 체결부에서 발생하는 굽힘이나 비틀림과 같은 하중 상태를 묘사하기 위해서도 정밀한 3차원 응력 해석은 필요하다. 하지만, 지금까지 기계적 체결부의 거동에 관한 연구는 층간응력 성분들을 어느정도 무시할 수 있는 얇은 평판에 대한 2차원 응력해석에 주로 국한되어 왔으며, 일부 수행된 체결부에 대한 3차원 응력 해석의 경우 여러 단점을 갖는 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 해석이 수행되었을 뿐이다.본 연구는 층간응력 성분들을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층판의 기계적 체결부 해석에 지금까지 사용되어온 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 방법이 갖는 단점들을 개선한 Layerwise 유한요소법을 이용하여 3차원 응력해석을 수행하였다. 특히, 선형상보성원리에 근거한 최적설계 기법을 응용하여, 기계적 체결시 핀과 적층판의 홀 사이에 발생하는 하중 전달 과정을 모사하고, 접촉력에 의한 홀 주위의 복잡하고 국부적인 응력 집중현상을 규명하여본다.

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A Study on the Validity of 2-Dimensional Analysis of Rock Bolt (록볼트의 2차원 수치해석에 대한 타당성 검토)

  • Seok Jeong Hyeon;Kim Bo Byun;Sik Yang Hyung
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.14 no.6 s.53
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    • pp.423-428
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    • 2004
  • The stability of tunnels is usually analyzed as plain strain condition and rock bolts are assumed as 2 dimensional equivalent continuum structures. In this study, 2 and 3 dimensional numerical analyses were conducted to verify the validity of 2 dimensional analysis of rock bolts. Since the results of 2 dimensional analysis showed more than $10\%$ differences in poor rocks, it seems that 3 dimensional analysis is required in poor rocks.

Hydraulic Analysis of a Discontinuous Rock Mass Using Smeared Fracture Model and DFN Model (DFN 모델과 스미어드 균열 모델을 이용한 불연속 암반의 3차원 수리해석)

  • Park, Jungchan;Kim, Jin-Seop;Lee, Changsoo;Kwon, Sangki
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.29 no.5
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    • pp.318-331
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    • 2019
  • A three-dimensional(3D) equivalent continuum modeling was performed to analyze hydraulic behavior of rock mass considering discontinuities by using DFN model and smeared fracture model. DFN model was generated by FLAC3D and smeared fracture model was applied by using FISH functions, which is built-in functions in FLAC3D, for equivalent continuum model of fractured rock mass. Comparative analysis with 3DEC, which is for discontinuum analysis, was conducted to verify reliability of equivalent continuum analysis by using FLAC3D. Similar results of hydraulic analysis under the same conditions could be achieved. Equivalent continuum analysis of fractured rock mass by using DFN model was implemented to compare with existing analytical methods for inflow into the tunnel.

3차원 육방형 노심 해석을 위한 다항식전개법(PEN)

  • 조진영;김창효
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.61-66
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    • 1995
  • 이 논문의 목적은 육방형 핵연료집합체로 구성된 3차원 노심을 해석하기 위한 다항식전개법을 개발하는 것이다. 이를 위해 3차원 육방형 핵연료 집합체를 6개의 3차원 프리즘노드로 분할하였다. 그리고 각 꼭지점에서의 점중성자속, 프리즘 각면의 면중성자속과 노드평균중성자속을 미지변수로 하여 다항식전개법에 의해 프리즘노드내의 중성자속분포를 근사하였다. 각 중성자속간의 관계식으로서 프리즘노드내에서의 노달중성자평형식, 두 노드사이의 면에서의 중성자류 연속관계식, 각 꼭지점에서의 중성자누설평형식을 사용하였다. 다항식전개법은 해석함수 전개법에 비해 약 3배정도 빠르며 4군확산방정식에도 훌륭이 적용되었다. 그리고 VVBR-1000 3차원 벤치마크 문제에서 최대출력오차 2.6%, VVER-440 3차원 벤치마크 문제에서 12 평면과 24평면으로 나눈 경우 각각 최대출력오차 15%와 6.6%, SNR 3차원 문제에서 8 평면과 16 평면으로 나눈 경우 각각 최대오차 5.4%와 2,6%를 보였다.

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Parallel Computation of a Nonlinear Structural Problem using Parallel Multifrontal Solver (다중 프런트 해법을 이용한 비선형 구조문제의 병렬계산)

  • Jeong, Sun Wan;Kim, Seung Jo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.2
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    • pp.41-50
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    • 2003
  • In this paper, nonlinear parallel structural analyses are introduced by using the parallel multifrontal solver and damage localization for 2D and 3D crack models is presented as the application of nonlinear parallel computation. The parallel algorithms related with nonliear reduce the amount of memory used is carried out because many variables should be utilized for this highly nonlinear damage analysis. Also, Riks' continuation method is parallelized to search the solution when strain softening occurs due to damage evolution. For damage localization problem, several computational models having up to around 1-million degree of freedoms are used. The parallel performance in this nonlinear parallel algorithm is shown through these examples and the local variation of damage at crack tip is compared among the models with different degree of freedoms.

Development of Composite Theory and Computer Program for 3-D Layered System (3차원 층구조체의 복합해석 및 컴퓨터 프로그램의 개발)

  • Lim, Chong Kyun;Park, Moon Ho;Kim, Jin Kyu
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.1
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    • pp.39-48
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    • 1994
  • An equivalent homogeneous 3-D linear composite analysis and accomponying finite element program is presented for elastomeric bearings. This study is limited to the 3-D layered system with linear, elastic, isoparametric small deformation. And we used method of multiscale to model the 3-dimensional configurations and overall response of the layered elastomeric bearings with global and local coordinates. The primary dependent variables for the theory have been selected that require only $C_o$ continuity of the finite element analysis. As a result, it is very simple and computationally economical. The presented theory can also be applied easily to the analysis of nonlinear behavior of layered systems. And those of past are not applicable to nonlinear analysis, because it uses superposition theory. Numerical examples are presented to verify the theory and to illustrate potential applications of the analysis.

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A numerical study on the safety of tunnel face using face bolting method (페이스 볼트 공법을 이용한 터널 막장 안정성에 관한 수치해석적 연구)

  • Ra, Jee-Hyun;Yoon, Ji-Sun
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.9 no.1
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    • pp.83-89
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    • 2007
  • As tunnel excavation generats stress release, a stability security of tunnel face is mainly important in case of tunnel excavation in the weak grounds. Using the steel bar or glass fiber pipe which had regular hardness, a face bolt method to reinforce previously is applied to an excavation object tunnel face aspect among measures methods regarding this. Therefore, used $FLAC^{3D}$ Ver. 2.1 on 5 Case of 0.5D (2EA), 1.0D, 1.5D, 2.0D with the length and 6 Case of 0, 20, 40, 60, 80, 100EA with the number of the bolt that a face bolt method was installed at these papers in the necessary weak grounds in order to review applicability of the tunnel face reinforcement method that used these face bolts, and executed three dimension continuous analysis.

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단일공에서 정압주입시험을 이용한 단열투수량계수 산출

  • Park Jun-Hyeong;Park Gyeong-U;Bae Dae-Seok;Kim Gyo-Won
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2005.04a
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    • pp.288-291
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    • 2005
  • 방사성폐기물 처분연구의 일환으로 단열 암반지역의 지하수 유동에 있어서 각 단열조의 투수량계수를 알아보기 위하여 연구지역에 설치된 3기의 시추공에서 초음파 검층, 정압주입시험 및 유동차원 해석을 수행하였다. 단열은 방향성, 틈의 크기 등의 그 분포 특성으로 인해 각 시험구간내의 지하수 유동에 있어서, 유동형태 및 단열투수량계수를 좌우하므로 일반적으로 수리특성에 널리 이용되는 다공성매질의 연속체 개념을 통한 해석의 적용에 신중성을 고려할 필요가 있다.

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A Nonlinear Analysis of Two-Dimensional Beam Finite Elements (2차원(次元) 보 유한요소(有限要素) 비선형(非線型) 해석(解析))

  • Shin, Young Shik
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.4 no.3
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    • pp.53-61
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    • 1984
  • A nonlinear formulation of a beam finite element(NB6) on the total Lagrangian mode for the geometrically nonlinear analysis of two-dimensional elastic framed structures is presented. The NB6 beam element has been degenerated from the three-dimensional continuum by introducing the deep beam assumptions and consists of three reference nodes and three relative nodes. The element characteristics are derived by discretizing the beam equations of motion using the Galerkin weighted residual method and are reduced-integrated repeatedly for each loading step by the Newton-Raphson iteration techpique. Several numerical examples are given to demonstrate the accuracy and versatility of the proposed nonlinear NB6 beam element.

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Spatial Free Vibration and Stability Analysis of Thin-Walled Curved Beams with Variable Curvatures (곡률이 변하는 박벽 곡선보의 3차원 자유진동 및 좌굴해석)

  • 서광진;민병철;김문영
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.13 no.3
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    • pp.321-328
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    • 2000
  • An improved formulation of thin-wailed curved beams with variable curvatures based on displacement field considering the second order terms of finite semitangential rotations is presented. From linearized virtual work principle by Vlasov's assumptions, the total potential energy is derived and all displacement parameters and the warping functions are defined at cendtroid axis. In developing the thin-walled curved beam element having eight degrees of freedom per a node, the cubic Hermitian polynomials are used as shape functions. In order to verify the accuracy and practical usefulness of this study, free vibrations and buckling analyses of parabolic and elliptic arche shapes with mono-symmetric sections are carried out and compared with the results analyzed by ABAQUS' shell element.

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