• 한국CDE학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.109-114
• /
• 2003

In order to develop the reduced tire modal model for analyzing a full tire model, the Craig-Bampton method is utilized in this paper. When the tire contacts the road, the Abaqus solver extracts the condensed stiffness, coupled mass and mode shape matrix about the node, which contacts the road. The Abaqus full tire model is reduced using the substructure method utilizing Craig-Bampton algorithm. Then, the extracted matrices are interfaced with the superelement, which is fed to the Nastran reduction algorithm. Eventually, the reduced tire model is verified from experiment and various reduction parameters (i.e. modal number, reduction point, etc.) are studied for the effectiveness of the proposed paper.

• 항공우주기술
• /
• 제5권2호
• /
• pp.60-66
• /
• 2006

본 논문은 MSC/Nastran superelement를 이용한 연성하중해석에 대한 연구이다. 위성개발시 발사체가 선정되면, 발사체와 위성체간의 연성하중해석이 실시된다. 연성하중해석 결과로부터 위성구조체의 주요 부위에서의 하중과 변위를 도출하고, 이로부터 현 설계의 안정성을 판단하게 된다. 지금까지의 연성하중해석은 MSC/Nastran의 DMAP 코드를 이용하여 수행이 되었다. DMAP 코드의 경우 코드가 매우 복잡하고, 길기 때문에 코드 분석 및 수정에 어려움이 많았다. 이를 해결하기 위해서 MSC/Nastran 2005의 superelement를 이용하여 연성하중해석을 수행하였다. 던저 위성체 유한요소모델을 MSC/Nastran 2005 superelement를 이용하여 Craig-Bampton 모델로 변환하고 이를 정확성을 검증하었다. Craig-Bampton 모델로 변환된 위성체 모델을 발사체 모델과 접속하여 연성하중해석을 수행하였고, 이의 정확성을 검증하였다.

• Composites Research
• /
• 제32권5호
• /
• pp.243-248
• /
• 2019

As demand of light weight in the automotive industry has increased, the cowl cross member has been investigated using various methods to change the material. Conventionally, a cowl cross member has been made of steel and aluminum, but recently researchers tested multi-material such as aluminum and plastic. We studied a new model of the cowl cross member made of composite and non ferrous materials. For products with a high degree of freedom in design, generally, the method of topology optimization is advantageous and for the partial bracket part of the cowl cross member had a degree of freedom in the design, a topology optimization is appropriate. Considering the characteristics of the cowl cross members, we need research to minimize the weight while having the performance of noise, vibration and harshness(NVH). Taking the mounting status of the product into consideration, we used an assembly model to optimize the cowl cross member. But this method took too much time so we considered simple cowl cross member assemble conditions using the direct matrix input method(DMI) with the Craig-Bampton Nodal Method. This method is capable of considering the status of the assembly without assembling the model, which reduced the solving time and increased the accuracy comparison with a cowl cross member without DMI.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.175-182
• /
• 2022

부분구조화 기법은 자유도가 많고 복잡한 구조물의 유한요소 해석 모델 단순화에 효율적으로 적용될 수 있는 기법이다. 대표적으로 선형 문제에 대해서는 Craig-Bampton method 등이 있다. Craig-Bampton method는 경계 요소를 제외한 나머지 요소의 불필요한 자유도를 제거함으로써 선형 구조물의 축소를 수행한다. 최근에는 부분구조화 기법과 더불어 구조물의 최적설계를 위해 멀티레벨 최적화 기법이 많이 활용되고 있다. 시스템의 목표를 달성하기 위해 각 부구조에 새로운 목표를 할당하는 기법이다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 시스템 목표 달성을 위한 각 부구조별 내부 자유도 개수를 새로운 목표로 할당하고 최적화를 수행하였다. 최적화 절차로부터 도출된 부구조별 내부 자유도 개수를 이용하여 시스템의 축소를 수행하였다. 다양한 수치예제들을 통해 축소 모델에 대한 결과를 확인하였으며, 90% 이상의 정확도를 가지는 것을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제65권4호
• /
• pp.359-368
• /
• 2018

Dynamic analysis of complex and large structures may be costly from a numerical point of view. For coupled vibroacoustic finite element models, the importance of reducing the size becomes obvious because the fluid degrees of freedom must be added to the structural ones. In this paper, a component mode synthesis method is proposed for large vibroacoustic interaction problems. This method couples fluid subdomains and dynamical substructuring of Craig and Bampton type. The acoustic formulation is written in terms of the velocity potential, which implies several advantages: coupled algebraic systems remain symmetric, and a potential formulation allows a direct extension of Craig and Bampton's method to acoustics. Those properties make the proposed method easy to implement in an existing finite element code because the local numerical treatment of substructures and fluid subdomains is undifferentiated. Test cases are then presented for axisymmetric geometries. Numerical results tend to prove the validity and the efficiency of the proposed method.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.46-50
• /
• 2011

인공위성에 대한 구조해석을 수행하기 위해서는 인공위성의 모든 기계적 특성이 반영된 유한요소모델을 필요로 한다. 인공위성의 개발특성상 여러 부품들은 서로 다른 회사에서 제작이 되며, 해당 유한요소모델의 제공이 불가능한 경우가 종종 발생하게 된다. 이러한 경우에 초요소 기법을 이용하면 쉽게 해결할 수 있다. 현재 개발중인 위성의 경우, 안테나 업체에서 안테나 기동시 발생하는 미소진동의 양을 계산하고자 인공위성 전체의 유한요소모델을 필요로 하였다. 이 때, 초요소 기법을 이용하여 축약된 모델을 제공할 수 있었다. 초요소기법은 Craig-Bampton 방법을 이용하여 유한요소모델을 동적축약하는 기법이며 본 논문에서는 인공위성 유한요소모델에 이를 적용하였다. 동적축약이 잘 이루어졌는지를 확인하기 위하여 전체 유한요소모델과, 축약모델의 모드해석 결과와 주파수 응답해석 결과를 비교하였으며, 두 결과가 매우 잘 맞는다는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 본 해석 방법의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제18권8호
• /
• pp.8-17
• /
• 2019

In this study, a model reduction technique was used to develop a precise noise and vibration prediction model for the individual components of a driveline system. The dynamic reduced-order model generated by the Craig-Bampton method was applied to perform dynamic analysis of an electric agricultural power cart. The natural frequency and acceleration response results were analyzed according to the different number of dominant sub-structural modes contained in the reduced-order models. Through the analysis results, it was confirmed that a sufficient number of dominant sub-structures to satisfy the operating conditions should be selected to construct an optimal reduced-order model.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권5호
• /
• pp.519-525
• /
• 2010

승용 차량과 항공기와 같은 대형 구조물에 대한 해석에는 유한요소법이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 대형 구조물을 유한요소로 모델화 하여 해석하는 경우에는 자유도의 수가 수천에서 수만에 이르게 되어 이를 직접 해석하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하다. 따라서 차량 모델과 같은 대형 복잡 구조물을 효율적으로 해석하기 위해 부분구조 합성법이 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 Craig-Bampton 방법을 이용한 전차량 모델링 방법을 제안하고 전차량 모델의 진동 특성을 분석하였다. 차량 모델을 구성하는 각 부분을 각각 부분구조 모델로 치환한 후 다시 합성하여 전차량 모델을 구성하였다. 또한, 서브프레임 주요 설계변수, 즉 마운트 위치나 프레임 크기의 편차가 전체 시스템의 모드 특성의 통계적 변화에 미치는 영향을 살펴보았다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권1호
• /
• pp.101-113
• /
• 2019

Earthquake-induced pounding is one of the major reasons for structural failure in earthquake prone cities. An accurate description of the pounding phenomenon of two buildings requires the consideration of systems with a large number of degrees of freedom including adequate contact impact formulations. In this paper, firstly, a node to surface formulation for the realization of state-of-the-art pounding models for structural beam elements is presented. Secondly, a hierarchical substructure technique is introduced, which is adapted to the structural pounding problem. The numerical accuracy and efficiency of the method, especially for the contact forces, are verified on an academic example, applying four different impact elements. Error estimations are carried out and compared with the classical modal truncation method. It is demonstrated that the hierarchical substructure method is indeed able to significantly speed up the numeric integration procedure by preserving a required level of accuracy.

• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제5권2호
• /
• pp.251-258
• /
• 2018

This work illustrates the progress of a TAS activity at exploring the challenges and the benefits of the Virtual Shaker Testing (VST) approach. The definition and the validation of new computational methodologies with respect to the state of the art were encouraged throughout this activity. The shaker Finite Element (FE) model in lateral configuration was built for the purpose and it was merged with the SpaceCraft (S/C) FE model, together with the S/C-Shaker adapter. FE matrices were reduced through the Craig-Bampton method. The VST transient analysis was performed in MATLAB(R) numerical computing environment. The closed-loop vibration control is accounted for and the solution is obtained through the fourth-order Runge Kutta method. The use of pre-existing built-in functions was limited by authors with the aim of tracing the impact of all the problems' parameters in the solution. Assumptions and limitations of the proposed methodology are detailed throughout this paper. Some preliminary results pertaining to the current progress of the activity are thus illustrated before the conclusions.