• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제6권2호
• /
• pp.173-183
• /
• 1998

In the shape design of flexible structures, it is useful to predict the initial shape from the desirable large deformed shapes under some loading conditions. In this paper, we present a numerical procedure of an initial shape determination problem for hyperelastic materials which enables us to calculate an initial shape corresponding to the prescribed deformed shape and boundary condition. The present procedure is based on an Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) finite element method for hyperelasticity, in which arbitrary change of shapes in both the initial and deformed states can be treated by considering the variation of geometric mappings in the equilibrium equation. Then the determination problem of the initial shape can be formulated as a nonlinear problem to solve the unknown initial shape for the specified deformed shape that satisfies the equilibrium equation. The present approach can be implemented easily to the finite element method by employing the isoparametric hypothesis. Some basic numerical results are also given to characterize the present procedure.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.113-119
• /
• 2003

본 연구에서는 end-to-end 문합시 변형된 직경의 불일치로 인하여 발생하게 되는 혈관질환을 방지하기 위하여 기계역학적 거동을 유한요소 법을 이용하여 해석한 결과를 나타내었다. 이 연구에서는 서로 다른 직경을 가지는 동맥과 인공혈관인 PTFE의 문합시 봉합으로 인한 예변형을 고려하였으며, 봉합된 문합부에 수축기혈압인 120mmHg(16.0KPa)을 작용시켜 혈관의 변형을 분석하였다. 변형 후 최종 문합부의 형상은 동맥과 PTFE의 초기 직경비(R$_{I}$)와 PTFE의 두께에 대하여 분석하였다. 그리고 동맥과 PTFE의 초기 직경비가 문합부에서 발생되는 응력에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 해석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 혈관내막의 증식등을 고려하지 않고 봉합으로 인한 예변형과 수축기 혈압만을 고려할 경우 가장 이상적인 초기 직경비(R$_{I}$)는 1.073이다. 2. 상당응력과 원주방향응력은 초기 직경비(R$_{I}$) 증가에 따라 증가하며 모두 접합부에서 PTFE측으로 0.4mm 떨어진 지점에서 최대값이 발생하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.111-116
• /
• 2001

A practical scheme to reduce failure of the PCB(Printed Circuit Board) of a monitor is introduced using deformed mode shape under mechanical shock. When the monitor is given critical shock loads, cracks are commonly initiated at the tip of a hole on the PCB. Accordingly, a deformed mode shape of the PCB is obtained using a FEM code to define a weak point on the PCB under mechanical shock, and then the position and direction of the hole is determined to prevent the failure at the critical mode shape. Also, the stress intensity factor around the weak point on the PCB is calculated to check the possibility of fracture by normal tensile stress. In conclusion, present research is useful to assist the practical design of components-layout on the PCB.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.715-725
• /
• 2002

본 연구에서는 연직하중을 받는 평면 케이블의 처짐 형상을 결정하는 기법을 제안하였다. 케이블의 일반정리에 의하여 케이블의 처짐 형상을 구하는 경우 임의의 한 점에서 처짐이 기지값으로 주어져야 하지만, 본 연구에서는 이러한 처짐값이 주어지지 않는 일반적인 경우에 대하여 케이블의 정리와 기하학적 적합조건식을 토대로 케이블의 처짐 형상을 반복계산에 의해 결정하는 기법을 제시하였다. 또한, 본 기법은 케이블의 신장을 고려하는 경우에도 적용이 가능하도록 확장하였다. 본 연구의 기법으로 케이블의 신장이 발생하지 않는 경우에 대한 해석과 신장이 발생하는 경우에 대한 실내 모형실험 및 해석을 수행한 결과 제안한 기법이 타당한 것으로 판명되었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제5권2호
• /
• pp.263-276
• /
• 2013

Most yacht sails are made of thin fabric, and they have a cambered shape to generate lift force; however, their shape can be easily deformed by wind pressure. Deformation of the sail shape changes the flow characteristics over the sail, which in turn further deforms the sail shape. Therefore, fluid-structure interaction (FSI) analysis is applied for the precise evaluation or optimization of the sail design. In this study, fluid flow analyses are performed for the main sail of a 30-foot yacht, and the results are applied to loading conditions for structural analyses. By applying the supporting forces from the rig, such as the mast and boom-end outhaul, as boundary conditions for structural analysis, the deformed sail shape is identified. Both the flow analyses and the structural analyses are iteratively carried out for the deformed sail shape. A comparison of the flow characteristics and surface pressures over the deformed sail shape with those over the initial shape shows that a considerable difference exists between the two and that FSI analysis is suitable for application to sail design.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제39권2호
• /
• pp.34-44
• /
• 2002

선체 외판 중 약 70% 정도가 3차원 곡면 형상으로 구성되어 있다. 이러한 3차원 형상을 자동으로 성형하기 위해서 수년간 많은 연구를 수행하여 오고 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 가열현상을 합리적으로 대변할 수 있는 역학적 모델을 도입하여 가열 Simulator를 개발하는데 있다. 이를 위해 가열 결과에 영향을 줄 수 있는 가열 위치 ,강판의 두께, 가열 속도 등 다양한 인자로써 실험을 수행하였다. 본 연구에서 개발한 가열 Simulator의 정당성을 입증하고자 몇 가지 모델에 대해 적용하여, 실험결과와 Simulator의 추정치를 비교한 결과 만족할 만한 결과를 나타내었으며, Simulator에 적용된 이론적 배경의 합당성을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제39권2호
• /
• pp.45-51
• /
• 2002

선체는 많은 다중곡(compound curvature)을 가진 판들로 이루어져 있으며 이러한 판들을 가공하기 위해서, 조선소에서는 선상 가열(line heating) 방법이 널리 이용되어 왔다. 선상 가열법에서 가열선을 결정하는 방법으로 지금까지는 기하 변형해석을 이용하여 가열선을 제시하여 왔다. 그러나 기하해석으로 구한 가열선에 대한 역학적 검증이 이루어지지 않고 있으며 여러 가열선 중 어떤 가공선을 선택할 것인가에 대한 연구도 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 기하해석을 통해 판의 가열정보를 얻었을 때 이를 역학적으로 검증하여 실제로 판에 가열정보대로 가공을 하였을 때 나타날 수 있는 판의 거동을 예측하였다. 또한 본 논문에서는 적정 가열선을 찾는 전체 과정을 제시하였다. 가공정보로부터 예측된 가공형상을 구한 후 목적형상과 비교하여 가공형상이 목적형상의 오차범위 내에 존재할 때까지 가열선의 조정변수를 변화시켜 적절한 가공정보를 획득하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
• /
• pp.2791-2796
• /
• 2007

In their long journey through the cardiovascular circuit, erythrocytes are coerced to shape transform and assume different shapes on account of varying flow conditions in different blood vessels. The present work was aimed to visualize these erythrocyte shape transformations by an invitro microcirculatory model, and assess multi-shape erythrocyte deformability. The model uses an in-house fabricated, inexpensive disposable micro flow channel to mimic certain invivo conditions and a fast frame video microscopic system for imaging the shape changes in erythrocytes. Results show the multi-shape transformation of erythrocyte christened as discoidal shape, the asymmetrically deformed 'hat' and 'bullet-like' shapes, and the axially deformed 'slipper' and 'spindle-like' shapes. Specific erythrocyte showed the shape transition and transformation while passing through the observed window. The obtained erythrocyte shapes very analyzed for deformability index using image processing techniques that varied significantly (p <0.001) for different shapes as compared with the resting shape.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제16A권2호
• /
• pp.61-68
• /
• 2009

본 논문에서는 이동 최소 자승법을 기반으로 이미지에 나타나는 객체의 강체 변형을 근사함으로써 자연스러운 변형 결과를 획득할 수 있는 빠른 속도의 3차원 형상 변형 기법을 제안한다. 본 연구에서는 이동 최소 자승법을 강체변형에 맞게 수정하여 각각의 점들이 이동되는 최적의 위치를 계산하는데 소요되는 계산량을 감소시키면서 변형된 결과의 강체성도 그대로 유지하고 있다. 복잡한 기하 형상이라도 점이나 타원형 핸들의 조작을 통해 쉽고 직관적이며 상호작용이 가능한 속도로 변형이 가능하다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제55권5호
• /
• pp.421-430
• /
• 2018

The shape of a yacht sail made of thin fabric materials is easily deformed by wind speed and direction and it is affected by the deformation of the standing rig such as mast, boom, shrouds, stays and spreaders. This deformed sail shape changes the air flow over the sail, it makes the deformation of the sail and the rig again. To get a sail performance accurately these interactive behavior of sail system should be studied in aspects of the aerodynamics and the fluid-structure interaction. In this study aerodynamic analysis for the sail system of a 30 feet sloop is carried out and the obtained dynamic pressure on the sail surface is applied as the loading condition of the calculation to get the deformations of the sail shape and the rig. Supporting forces by rig are applied as boundary condition of the structure deformation calculations. And the characteristics of the air flow and the dynamic pressure over the deformed sail shape is investigated repeatedly including the lift force and the location of CE.