• 제목/요약/키워드: 3D 유한요소해석

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용접부를 고려한 레이저 합체박판 성형공정의 3차원 유한요소 해석 (3-D FEM Analysis of Forming Process for Laser Welded Blank Considering Welded Zone)

  • 금영탁
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1999년도 추계학술대회논문집
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    • pp.14-17
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    • 1999
  • The finite element formulation is developed for predicting strain distributions and weld line movements in the forming processes of laser welded blank. The welded zone(WZ) is modelled with several narrow finite elements whose material characteristics are analytically obtained from those of base metals based on the tensile tests. In order to show the reliability and effectiveness of weld element the forming process of hemispherical dome stretching and auto-body door inner panel stamping are simulated FEM predictions show good agreements with experimental observations.

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자기공명영상 기반 3차원 유한요소모델링을 통한 무릎관절의 파손평가 (Failure Study for Knee Joint Through 3D FE Modeling Based on MR Images)

  • 배지용;박진홍;송성근;박상진;전인수;송은규
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.533-539
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    • 2009
  • 본 연구에서는 먼저 완전 신전상태의 병변이 없는 26세 남자의 자기공명영상이미지를 기반으로 대퇴골, 경골, 관절연골, 반월상 연골의 정밀한 3차원 재구축을 실시하였다. 재구축된 무릎모델에 인대와 건을 생리학적으로 적합한 위치에 부착시켜 3차원 유한요소모델을 완성시켰다. 뼈, 관절연골, 반월상 연골은 균질성, 등방성 선형탄성거동을 보이는 것으로 고려하였으며, 인대와 건은 트러스 요소와 선형, 비선형 스프링 요소를 사용하여 모델링하였다. 제작된 무릎관절의 유한요소모델을 ABAQUS를 사용하여 비선형 접촉해석을 수행하였다. 수치해석결과로서 조직의 손상과 환자의 통증을 추정하기 위한 중요매개변수로 간주될 수 있는 관절연골과 반월상연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 계산하였으며, 관절연골과 반월상 연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 분석하여 무릎관절에 대한 파손평가를 실시하였다.

토리구형 돔 형상을 갖는 연소관의 치수 최적화 설계 연구 (A Study on Size Optimization for Rocket Motor with a Torispherical Dome)

  • 최영귀;신광복;김원훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권5호
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    • pp.567-573
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    • 2010
  • 본 연구에서는 토리구형 돔 형상을 갖는 연소관의 치수 최적화를 통한 경량화와 구조 안전성을 평가하였다. 치수최적화 설계는 빠른 설계 검증을 위하여 볼트의 단면적 비가 고려된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 수행하였다. 이때, 해석 프로그램은 ANSYS APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용하였고, 해석법은 sub-problem법과 first-order법을 선택하여 수행하였다. 설계 변수로는 연소관의 돔과 실린더 부위의 두께를 선정하였다. 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델은 3차원 유한요소 모델과의 결과 비교를 통하여 신뢰성을 확인하였고, 초기설계 단계에서 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 연소관의 구조 안전성 평가와 빠르고 정확한 경량화 설계를 수행할 수 있었다. 연소관의 안전계수에 따른 최적화 해석 결과 최대 17.6%의 무게 절감 효과를 확인하였다.

지오그리드 보강 쇄석 말뚝 공법의 유한요소해석 모델링 (Finite Element Modeling of Geogrid-encased Stone Columns in Soft Clay)

  • 유충식;송아란;이대영;김선빈;박시삼
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.17-25
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    • 2007
  • 본 연구에서는 유럽 등지의 해외에서는 일반적인 파일기초의 대안으로 연약지반에서 적용되고 있는 지오그리드로 보강된 쇄석기둥공법(GESC)의 유한요소해석 모델링에 관한 내용을 다루었다. 쇄석기둥 공법은 경제성 및 시공성 측면에서 효율적이며 이와 함께 액상화 방지에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 최근 들어 더욱 발전된 형태인 지오그리드 감쌈 쇄석기둥공법(GESC)에 관한 연구가 진행되고 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 GESC공법의 3차원 유한요소해석 모델링기법을 확립하고 이에 대한 거동특성에 관한 데이테베이스 수립에 두었다. 본 논문에서는 3차원 유한요소해석 모델링에 대한 상세내용과 GESC의 침하특성 효과를 평가하였다.

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24인승 엘리베이터 비상 브레이크의 구조해석 (Structural Analysis of a 24 Person Elevator Emergency Brake)

  • 이종선
    • 한국융합학회논문지
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    • 제9권12호
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    • pp.189-194
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    • 2018
  • 24인승 엘리베이터 비상 브레이크를 개발하기 위하여 구조해석을 수행하였다. 최근 대형건물의 빈번한 화재로 인하여 엘리베이터 비상 브레이크의 안전성이 부각되었다. 비상 브레이크의 안전성을 확인하기 위하여 SolidWorks를 활용하여 설계하고 유한요소해석 코드인 ANSYS를 활용하여 구조해석을 수행하여 총변형량, 변형률, 응력을 구하였으며 해석결과를 24인승 엘리베이터 비상브레이크를 제작 시 기초자료로 이용하였다.

유한 요소법에 의한 미소 원공 주위의 응력 분포에 대한 3차원 해석 (3-D Analysis of Stress Distribution Around Micro Hole by F.E.M.)

  • 송삼홍;김진봉
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1462-1471
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    • 1991
  • 본 연구에서는 미소 결함주위에서 발생, 전파하는 균열들에 미치는 초기 결함 깊이와 상호 간섭 영향을 검토하기 위하여 기존 재료가 갖고 있는 결함이나 비금속 개 재물로 대신할 수 있다고 생각되는 미소 원공의 크기를 변화시킨 모델에 대해 유한 요 소법을 이용하여 3차원적으로 응력을 해석하였다. 실제 사용하고 있는 부재에 결함 들이 존재할 경우 응력장의 간섭으로 피로 균열 진전이 가속화됨으로 미소 원공 주위 의 응력 분포 및 미소 원공사이의 응력장의 간섭과 미소 원공에서 발생, 전파하는 표 면 균열의 응력 확대 계수에 미치는 영향에 대하여 비교검토 하였다.

선박용 파이프 루프 곡선부의 구조해석에 관한 연구 (A Study on the Structural Analysis of Curved Portions of Pipe Loops Used in Ships)

  • 박치모;배병일
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.88-93
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    • 2010
  • Many pipes that are arranged longitudinally in ships have loops at intervals to prevent the failure of the pipes as they absorb large portions of the axial load caused by the bending of the hull girder and/or thermal loads when the pipes are carrying very hot fluids. Since the loops are curved at corners, an efficient method for conducting the structural analyses of these curved portions is required. In this paper, a pipe loop was analyzed by an analytical method and by the finite-element method in four different ways, i.e., based on straight-beam elements, curved-beam elements, 2-D shell elements, and 3-D solid elements. The results of the five analyses were compared to check the validity of the current curved-beam theory. The paper includes some suggestions on how to analyze the pipe loops efficiently.

틸팅열차의 샌드위치 복합재 차체 구조물에 대한 충돌안전도 평가 및 향상방안 연구 (A Study on the Crashworthiness Evaluation and Performance Improvement of Tilting Train Carbody Structure made of Sandwich Composites)

  • 장형진;신광복;한성호
    • Composites Research
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    • 제24권5호
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    • pp.9-16
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    • 2011
  • 본 논문은 샌드위치 복합재 틸팅열차의 충돌안전도 평가 및 성능 향상방안에 대해 서술하고 있다. 차체 구조물에 적용된 샌드위치 복합재는 알루미늄 하니컴 심재와 유리섬유 및 카본/에폭시 적층 복합재 면재로 이루어져있다. 충돌해석은 외연유한 요소 해석 프로그램인 LS-DYNA3D를 이용하였다. 이때, 유한요소모델링과 충돌해석 계산시간의 절약을 위하여 3차원 유한요소모델과 1차원 등가 모델을 적용하였다. 틸팅열차의 충돌 조건은 철도안전법에 명시하고 있는 4가지 충돌사고 시나리오를 고려하여 해석을 수행하였다. 충돌해석 결과 시나리오-2를 제외한 나머지 충돌 시나리오에서 성능 요구조건을 만족하였다. 충돌 시나리오-2의 충돌안전도 요구조건을 충족하기 위하여 전두부의 적층복합재 커버와 금속프레임의 강성 향상방안을 제안하였으며, 결과적으로 충돌 시나리오-2의 요구조건을 만족하였다.

다양한 적층각에 대한 상자형 복합재료 날개의 플러터 특성연구 (A Study of Flutter Analysis for the Composite Box Wings with Various Laminates)

  • 정용현;권혁준;김동현;이인;김천곤
    • Composites Research
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    • 제15권1호
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    • pp.1-8
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    • 2002
  • 본 연구에서는 실제 구조형상의 사각형 상자형 날개와 전투기 날개에 대하여 구조재를 표피(skin)부분은 복합재료로 대체하고, 나머지 스파(spar)와 리브(rib)는 알루미늄으로 하여 플러터 해석을 수행하였다. MS/PATRAN을 이용하여 실제 날개 구조에 근사한 3차인 유한 요소 모델이 구축되었고, MSC/NASTRAN을 이용하여 고유진동 해석이 수행되었다. 유한 요소는 멤브레인(membrane)요소, 1차원 막대(rod)요소, 전단패널(shear panel)요소를 사용하였다. 복합재료의 적층은 실제적인 적층각을 이용하여 다양하게 변화시켜 해석하였다. 아음속 영역에서 비정상 공력 해석을 위하여 주파수 영역에서의 선형 공기력 이론인 DLM코드가 적용되었고, 주파수 영역 공탄성 지배방정식의 해법으로 V-g방법 및 p-k방법이 적응되었다.

유한요소해석을 통한 드로우비드 저항력의 예측 및 평가 (Prediction and Evaluation of Drawbead Restraining Force with Finite Element Analysis)

  • 배기현;송정한;김세호;김동진;허훈
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.87-90
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    • 2005
  • The drawbead is used to control the material flow into the die and increase the forming quality during the binder wrap process and the stamping process in the sheet metal forming. Drawbead restraining force (DBRF) is controlled by geometrical parameters and influenced by process parameters such as friction coefficient and blank thickness. In order to inspect the effect of process parameters, parameter studies are performed with the variation of parameters using finite element model of drawbead which is utilized reliably for the calculation of the drawbead restraining force. Drawbead analysis is carried out with 2-D plane-strain element and 3-D shell element. After the verification of the accuracy of the drawbead model with 3-D shell element, it is utilized to the prediction and the investigation of the effect of process parameters. The result of parameter studies can be utilized to the die design in the tryout stage.

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