• 제목/요약/키워드: Contact Stress Distribution

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Hexagonal 인서트용 열간압출 금형설계 (Die Design of Hot Extrusion for Hexagonal Insert)

  • 권혁홍;이정로
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.32-37
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    • 2002
  • The use of hexagonal ceramic inserts for copper extrusion dies offers significant technical and economic advantages over other forms of manufacture. In this paper the data on the loading of the tools is determined from a commercial FEM package as the contact stress distribution on the die-workpiece interface and as temperature distributions in the die. This data can be processed as load input data for a finite element die-stress analysis. Process simulation and stress analysis are thus combined during the design and a data exchange program has been developed that enables optimal design of the dies taking into account the elastic deflections generated in shrink fitting the die inserts and that caused by the stresses generated in the process. The stress analysis of the dies is used to determine the stress conditions on the ceramic insert by considering contact and interference effects under both mechanical and thermal loads.

모서리부 차량 다축하중에 의한 콘크리트 도로 포장의 응력 분포 특성 (Stress Distribution of Concrete Pavements under Multi-Axle Vehicle Loads Applied at Pavement Edges)

  • 김성민;조병휘;이상훈
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.13-24
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    • 2006
  • 콘크리트 포장은 모서리(Edge) 부분에 차량 하중이 작용할 때 큰 응력을 받게 되며 이러한 응력은 포장의 거동 및 장기 공용성에 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 콘크리트 포장의 유한요소 모델을 사용하여 콘크리트 포장의 모서리 부분에 복륜 단축, 복륜 복축, 복륜 삼축 등 복륜 다축 하중의 한쪽 차륜이 접하여 작용할 때 포장의 응력 분포와 최대 응력을 분석하기 위하여 수행되었다. 우선 종방향과 횡방향을 따라 응력의 분포 형태를 분석하였고, 콘크리트 슬래브의 두께, 콘크리트 탄성계수, 지반 탄성계수 등이 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 하중 접지면적과 연관된 하중 접지압의 변화에 따른 콘크리트 포장의 응력 분포도 분석하였다. 그리고 콘크리트 포장에서 최대 응력이 어느 위치에서 발생하는지에 대한 연구도 수행하였다. 연구 결과 모서리부 하중에 의한 콘크리트 포장의 최대 응력은 콘크리트의 탄성계수가 증가할수록, 슬래브의 두께가 감소할수록, 그리고 지반 탄성계수가 감소할수록 증가하였다. 하중 접지압의 변화에 따른 최대 응력은 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수의 크기에 따라서는 거의 일정한 변화를 보였으나 슬래브 두께는 얇아질수록 접지압에 따른 최대 응력의 변화가 뚜렷이 보였다. 최대 응력이 생기는 횡방향의 위치는 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수에는 무관하게 일정하다. 하지만 슬래브의 두께는 두꺼워질수록 최대 응력의 횡방향 상 위치가 모서리에서 내부로 이동한다. 종방향의 최대 응력이 생기는 위치는 단축과 복축 하중일 경우는 축의 위치이며, 삼축 하중일 경우에는 콘크리트 탄성계수나 슬래브 두께가 증가하던지 또는 지반 탄성계수가 감소하면 최대 응력이 생기는 종방향 상 위치가 양쪽 바깥축에서 중간축의 위치로 바뀌게 된다.

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CMP에서 리테이너링의 압력에 따른 연마율 프로파일과 응력 분포 해석 (Analysis of Material Removal Rate Profile and Stress Distribution According to Retainer Pressure)

  • 이현섭;이상직;정석훈;안준호;정해도
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.482-483
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    • 2009
  • In chemical mechanical planarization (CMP) process, the uniformity of stress acting on wafer surface is a key factor for uniform material removal of thin film especially in the oxide CMP. In this paper, we analyze the stress on the contact region between wafer and pad with finite-element analysis (FEA). The setting pressure acting on wafer back side was $500g/cm^2$ and the retainer pressure was changed from 300 to $700g/cm^2$. The polishing test is also done with the same conditions. The material removal rate profiles well-matched with stress distribution.

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전 슬관절 치환 성형술에 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌 삽입물의 접촉응력에 관한 유한요소해석 (Finite Element Analysis for the Contact Stress of Ultra-high Molecular Weight Polyethylene in Total Knee Arthroplasty)

  • 조철형;최재봉;최귀원;윤강섭;강승백
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.37-44
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    • 1999
  • 인공 슬관절에 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-high molecular weight polyethylene : UHMWPE)의 마모는 삽입물의 수명을 결정하는 주요 요인으로 작용한다. UHMWPE의 마모로 입자가 발생하여 조직반응을 일으키고 이에 따른 일련의 반응으로 골용해가 일어나 인공관절의 실패의 원인으로 작용한다. 여러 보고들에 의하면 관절 운동시 발생하는 접촉응력은 UHMWPE의 마모에 영향을 미치는 주요한 인자 중 하나로 알려져 있다. 그러나 이러한 보고들은 관절 접촉면에서의 접촉 조건만을 고려했고 UHMWPE 삽입물을 지지하고 있는 금속 지지판과의 접촉면에서의 접촉 조건은 고려하지 않았다. 본 연구에서는 이러한 접촉 조건들을 고려하여 UHMWPE의 모양, 두께, 마찰, 굴곡 정도 그리고 구성 요소들에 대한 UHMWPE 표면과 내부에서의 응력해석을 통해 이들 변수가 UHMWPE의 마모현상에 미치는 영향을 알아보았다. UHMWPE의 모양에 따른 관절의 일치정도(conformity)에 대한 영향의 경우, 일치정도가 높은 모델이 응력을 줄여줄 수 있는 유형으로 나타났으며, 금속 지지판과의 접촉면에서 접촉조건을 준 경우가 완전히 결합된 것으로 가정한 경우보다 UHMWPE 내부에서의 최대 응력이 1-2mm 더 아래에서 나타났다. 또한 UHMWPE로만 된 유형이 금속 지지판이 있는 유형보다 낮은 응력분포를 보여줌으로써 높은 응력으로 인한 UHMWPE의 마모와 균열을 줄이기 위해서는 UHMWPE로만 된 유형의 삽입물의 사용이 좋을 것으로 사료되었다.

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부품간의 접촉을 고려한 유연체모델을 이용한 엔진 밸브트레인의 동특성 해석 (Dynamic Analysis of Engine Valve Train with Flexible Multibody Model Considering Contact between Components)

  • 황원걸;성원석;안기원
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.125-132
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    • 2011
  • The dynamic characteristics of valve train are responsible for the dynamic performances of engine. We derived the equation of motion for 6 degrees of freedom model of the valve train. Computer model is also developed with flexible multibody model considering contact between components. The simulation results with these two models are compared with experimental results. We investigated the effect of the two spring models, TSDA (Translational Spring Damper Actuator) element and flexible body model, on the valve behavior and spring force. It is found that the dynamic behavior of the two models are not very different at normal operational velocity of the engine. By modeling contact between cam and tappet, the stress distributions of the cam were found. Using stress distribution obtained, contact width and contact stresses of the cam surface were calculated with Hertz contact theory.

X선회절에 의한 베어링강의 경도측정에 대한 고찰 (Discussion on Hardness Measuring of Bearing Steel by X-ray Diffraction)

  • 이한영
    • Tribology and Lubricants
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    • 제18권3호
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    • pp.187-193
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    • 2002
  • The half-value breadth off-ray diffraction profile line is generally used for a factor in nondestructive hardness measuring method of steel. In this paper, the problem in using the half-value breadth for the hardness measuring method is evaluated in strain hardened steel. And new hardness measuring method using residual stress is proposed X-ray diffraction test after rolling contact fatigue test of ball bearing with inner race of various hardness are carried out to measure the distribution of residual stress and half-value breadth from surface. The result of this study shows that there is little correlation between half-value breadth and hardness in the higher strength region and in the region increasing the hardness by strain hardening. But the magnitude of residual stress on/under race after rolling contact fatigue test becomes clearly to be correlative with hardness. Thus, it is concluded that the hardness of strain hardened steel can be estimated by this relationship between residual stress and hardness.

Hexagonal 인서트용 열간압출 금형설계 (Design of Hot Extrusion Dies for Hexagonal Insert)

  • 권혁홍;이정로
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2001년도 춘계학술대회 논문집(한국공작기계학회)
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    • pp.72-77
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    • 2001
  • The use of hexagonal ceramic inserts for copper extrusion dies offers significant technical and economic advantages over other forms of manufacture. In this paper the data on the loading of the tools is determined from a commercial FEM package as the contact stress distribution on the die-workpiece interface and as temperature distributions in the die. This data can be processed as load input data for a finite element die-stress analysis. Process simulation and stress analysis are thus combined during the design, and a data exchange program has been developed that enables optimal design of the dies taking into account the elastic deflections generated in shrink fitting the die inserts and that caused by the stresses generated in the process. The stress analysis of the dies is used to determine the stress conditions on the ceramic insert by considering contact and interference effects under both mechanical and thermal loads.

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Thermo-mechanical Contact Analysis on Disk Brakes by Using Simplex Algorithm

  • Cho, C.;Sun, Chan-Woong;Kim, Ju-Yong
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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    • pp.399-400
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    • 2002
  • A numerical procedure for analyzing thermo-elastic contact applied to an automotive disk brake and calculating subsurface stress distribution has been developed. The proposed procedure takes the advantage of the simplex algorithm to save computing time. Flamant's solution and Boussinesq's solution are adopted as Green function in analysis. Comparing the numerical results with the exact solutions has proved the validity of this procedure.

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체결력을 고려한 내부 및 외부연결형 임플란트의 반복 하중에 대한 풀림 연구 (Loosening behavior of Internal and External Connection Dental Implants under Cyclic Loads Considering Pre-fastening Force)

  • 이용우;장용훈
    • Tribology and Lubricants
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    • 제37권4호
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    • pp.136-143
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    • 2021
  • This paper presents the loosening behavior that occurs after the application of an external load to internal and external connection types of dental implants using the finite element method. We use fastening force between an abutment and a fixture to clamp the dental implant system; however, loosening and breakage may occur owing to cyclic external loads. In this study, we considered the initial fastening condition in the pre-load analysis and then investigated the change in stress and contact surface status when applying external loads. After the application of the initial fastening load, we verified that the internal connection-type model exhibited a relatively lower stress distribution than that of the external connection-type one. Moreover, we found that the former model showed a lower stress concentration after the application of the external load. In addition, after the application of this load, we found that the higher the shear load acting on the implant system, the higher the possibility of loosening. The study results showed the change in stress distribution and contact surface according to the connection type of the dental implants and the phenomenon of loosening by cyclic loads. We expect that the results of this study will be useful for the study of reliability and design of dental implant systems.

二次元 切削時 칩-工具 마찰상태에 따른 剪斷角 변화 (Shear Angle Variation Depending on Chip-Tool Friction in Orthogonal Cutting)

  • 이영문;송지복
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.252-261
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    • 1988
  • 본 연구에서는 강의 2차원 적삭실험을 행하고 칩의 두께측정으로부터 구한 전단각 해에 의한 전단각 값의 비교를 통하여 이들 전단각 해의 한계성을 고찰하였으며,Zorev에 의한 제한된 전단과정과 마찰과정의 상호 의존성에 입각한 정역학적인 평형조건 과 공구경사면에 작용하는 응력분포의 가정하에서 전단각.PHI.의 새로운 해를 유도하고 이의 실현성을 검토하였다.