• 제목/요약/키워드: Energy Element

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A posteriori error estimation via mode-based finite element formulation using deep learning

  • Jung, Jaeho;Park, Seunghwan;Lee, Chaemin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제83권2호
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    • pp.273-282
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    • 2022
  • In this paper, we propose a new concept for error estimation in finite element solutions, which we call mode-based error estimation. The proposed error estimation predicts a posteriori error calculated by the difference between the direct finite element (FE) approximation and the recovered FE approximation. The mode-based FE formulation for the recently developed self-updated finite element is employed to calculate the recovered solution. The formulation is constructed by searching for optimal bending directions for each element, and deep learning is adopted to help find the optimal bending directions. Through various numerical examples using four-node quadrilateral finite elements, we demonstrate the improved predictive capability of the proposed error estimator compared with other competitive methods.

유한요소법을 이용한 팽창튜브의 좌굴불안전성에 관한 연구 (Study on Buckling Instability of Expansion Tube using Finite Element Method)

  • 최원목;권태수;정현승
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.147-151
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    • 2010
  • 충돌에너지는 다이에 의해 확관되는 팽창튜브의 소성변형에너지로 흡수된다. 충돌에너지를 성공적으로 흡수하기 위하여 튜브가 팽창되는 동안 좌굴이 발생해서는 안 된다. 팽창튜브의 좌굴불안전성은 초기경계조건과 튜브 두께 그리고 길이에 영향을 받는다. 본 연구는 동적 축 하중을 받는 팽창튜브의 좌굴을 예측하기 위한 경계조건의 결정, 기하학적 결함의 적용 그리고 재료의 비선형성과 동적효과를 적용하는 일련의 해석방법 및 절차를 제안하였다. 또한, 기하학적 결함의 적용이 튜브의 좌굴하중과 좌굴형상에 미치는 영향을 유한요소해석 결과를 통하여 분석하였고 튜브두께와 기하학적 결함의 상관관계를 연구하였다. 해석결과 기하학적 결함과 튜브의 좌굴형상은 밀접한 관계가 있었고 튜브의 두께가 작으면 기하학적 결함에 상관없이 좌굴하중은 변하지 않았다. 하지만, 두께가 증가할 경우 결함율이 증가하면 좌굴하중이 감소하는 경향을 보였다.

충격완충체의 효과를 고려할 수 있는 운반용기의 파열낙하시험 유한요소해석 방법 (A mite Element Modeling for the Puncture Drop Test of a Cask with the Failure of Impact Limiter)

  • 권기찬;서기석;유길성
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.9-16
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    • 2009
  • 방사성물질 운반용기는 가상 사고조건에서 구조적 건전성이 유지됨을 실험 및 수치해석을 통해 입증하여야 한다. 가상 사고조건에 포함되는 파열낙하 조건에 대한 기존 유한요소해석의 경우 충격완충체에서 재료의 파손이 발생하기 때문에 일반적으로 유한요소모델에서 이 부분을 무시하고 해석한다. 본 논문에서는 파열낙하 해석에서 충격완충체의 변형으로 인한 낙하에너지 흡수의 효과를 고려하기 위해 요소의 적분점에서 응력 이나 변형율이 재료의 파손 기준치에 도달하면 그 요소를 제거하는 방법을 제안한다. 본 해석방법의 효용성을 보이기 위해 한국원자력연구원에서 설계중인 핫셀 운반용기에 대해 파열낙하 해석을 수행하였으며, 요소제거 기법의 적용을 통해 낙하 에너지의 80% 정도가 충격완충체에서 흡수되는 것으로 계산되었다. 본 해석방법은 시험조건에 비해 보수성을 가지는 평가방법이며, 기존의 해석방법과 비교해 파열낙하 조건을 보다 근사적으로 해석할 수 있는 방법이다.

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유한요소해석을 통한 탄소섬유-연강 적층판의 저속 충격 해석 모델 개발 (Development of Low-Velocity Impact Analysis Model of Carbon-Steel Laminates through Finite Element Analysis)

  • 박병진;이동우;송정일
    • Composites Research
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    • 제31권5호
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    • pp.215-220
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    • 2018
  • 본 연구에서는 적층 패턴이 다른 5가지 섬유금속적층판(Fiber Metal Laminates, FMLs)에 대한 유한요소해석을 수행하여 선행 연구로 수행한 낙추충격시험과의 유사성을 검증하였고, 효과적인 저속 충격 해석 모델을 개발하였다. 또한 동일한 두께를 가지는 연강(mild steel)과 에너지흡수율을 비교하여 Carbon-Steel 섬유금속적층판의 내충격성을 확인하였다. Carbon-Steel 섬유금속적층판은 동일한 두께를 가지는 연강에 비하여 우수한 충격흡수율을 보였으며, 모든 적층 패턴에서 96% 이상의 높은 에너지흡수율 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 저속 충격 해석 모델은 복합형상 및 자동차 구조체 연구에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.