• 제목/요약/키워드: Equivalent Stress

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응력 구속조건을 고려한 동하중의 등가정하중으로의 변환 (Transformation of Dynamic Loads into Equivalent Static Load based on the Stress Constraint Conditions)

  • 김현기;김의영;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.165-171
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    • 2013
  • 동하중을 고려하는 구조해석은 전산자원과 시간측면에서 상당한 어려움이 따르기 때문에 외력을 이상적인 정하중으로 가정하는 것이 일반적이다. 그러나 정하중 조건으로 해석된 결과는 구조물의 안전설계 측면에서 충분한 신뢰를 주기 어렵다. 최근에는, 동하중의 영향을 받는 구조물의 효과적인 구조해석을 위해 동하중을 등가정하중으로 변환하는 기법이 제안되어 왔다. 이 기법은 최적화를 통해 구속조건을 만족하는 최소의 등가정하중을 구하는데, 구속조건은 임계시간의 변위를 사용하고, 등가정하중 분포 자유도는 경험적으로 선정하여 왔다. 그러나 안전설계 관점에서는 응력 구속조건을 적용하는 것이 타당하며, 경험적 자유도 선정은 몇 개의 자유도에 과도한 하중이 부과되거나 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 등가응력 구속조건을 고려하는 등가정하중 최적화 방법을 제안하고, 축소시스템 개념을 도입한 주자유도, 구속조건 요소 자유도, 외부하중 자유도로 구성되는 등가정하중 분포 자유도의 구성방법을 제안한다. 수치예제에서는 제안된 방법으로 구해진 등가정하중을 사용하여 등가응력을 구하고 동하중 해석 결과와 비교함으로써 제안된 방법을 통한 구조해석 방법이 구조안전성 측면에서 타당함을 보인다.

휴대폰 재질에 따른 충격 해석 (Impact Analysis According to Material of Hand Phone)

  • 조재웅;민병상;한문식
    • 한국기계가공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.69-75
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    • 2009
  • This study is analyzed by impact simulation according to material property at terminal case of hand phone. Maximum equivalent stress or strain at plastic is 40 times as great as that at magnesium alloy. And the next greatest stress or strain is shown at aluminium alloy. The value of maximum equivalent stress is shown as 6.5 Mpa in case of plastic, magnesium alloy and aluminium alloy. Maximum shear strain at plastic is 40 times as great as that at magnesium alloy. And the next greatest strain is shown at aluminium alloy. The value of deformation or strain at magnesium alloy and aluminium alloy is not different.

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차동 기어 장치에 관한 구조 해석 (Structural Analysis on the System of Differential Gear)

  • 조재웅;한문식
    • 한국생산제조학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.279-284
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    • 2009
  • This study investigates the stress at gear by modelling differential gear and using FEM. When gear is driven under power, high equivalent stress of 1596.2MPa is occurred at the stationary shaft. Maximum equivalent stress of 1596.2MPa is also occurred at the bottom and root of tooth and its fatigue life becomes 12.4 as the shortest cycle. As much as it becomes away from the center of gear, the maximum deformation becomes occurred. As exact power is delivered with the precise design of gear, the loss of power energy can be decreased.

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의자 다리 부재에 대한 형상 최적 설계 (Shape Optimal Design for the Leg Parts of Chair)

  • 강성수;정영수
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.735-739
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    • 2011
  • In this study, a chair with 5 or 6 legs was designed using the commercial program CATIA V5 in order to efficiently design considering the load conditions. In addition, the stress analysis and shape optimization were carried out using ANSYS Workbench for the chair consisting of stainless steel, aluminum alloys, magnesium alloys and structural steel. As a result, a chair with five legs showed the maximum equivalent stress at the end of the edge of the wheel parts and on the other hand, a chair with six legs showed the maximum equivalent stress at the corner of the connecting parts of the pillar and leg. In addition, the material and the weight was reduced by shape optimization for the chair model with 5 legs and maximum equivalent stress for stainless steel was found that greatly relaxed, compared with that of before shape optimization model.

엔진 부품에 대한 피로 및 전동해석 (Fatigue and Vibration Analysis on Engine Parts)

  • 조재웅;한문식
    • 한국생산제조학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.321-325
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    • 2010
  • This study analyzes the results with the simulation of heat transfer, structural stress, fatigue and vibration on main parts of engine. The maximum temperature is shown by $300.73^{\circ}C$ on the upper part of piston with the heat transfer. Maximum total deformation or equivalent stress is shown by 65.31mm or 21364MPa respectively at the upper plane of piston with the structural analysis inclusive of heat transfer. The minimum life is shown by the cycle less than $10^7$ at the part of crankshaft with the fatigue analysis. The frequency with the maximum amplitude of deformation is shown by 14Hz. Maximum total deformation or equivalent stress is shown respectively by 93.99mm on the upper plane of piston or 42625MPa at the part connected with crack shaft and connecting rod at 14Hz. The durability of engine design can be verified by using the analysed result of this study.

응력불변량으로 표현한 일반화된 Hoek-Brown 파괴조건식의 등가 마찰각 및 점착력 (Equivalent Friction Angle and Cohesion of the Generalized Hoek-Brown Failure Criterion in terms of Stress Invariants)

  • 이연규;최병희
    • 터널과지하공간
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    • 제22권6호
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    • pp.462-470
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    • 2012
  • 일반화된 Hoek-Brown 암반파괴조건식을 Mohr-Coulomb 파괴조건에 기초한 암반구조물 해석법에 적용시키기 위해서는 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하는 과정이 필요하다. Balmer(1952)이론에 기초한 기존의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산식은 최소주응력 ${\sigma}_3$의 함수로 표시되므로 등가 강도정수의 정수압 의존성 및 응력경로 의존성을 이해하는 데 적합지 않다. 이 연구에서는 응력불변량을 이용하여 일반화된 Hoek-Brown식의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산하는 방법을 제시하여 기존의 방법이 갖는 단점을 극복하였다. 제시된 방법을 이용한 예제 해석을 통해 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 의존특성 및 파괴곡면의 팔면체 단면에서 Lode각의 의존성을 고찰하였다. 접선 순간마찰각은 삼축신장 응력조건에서 가장 크며, 접선 순간점착력은 삼축압축 응력조건에서 가장 큰 것으로 나타났다. 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 및 Lode각 의존성은 GSI 값이 큰 양호한 암반에서 상대적으로 큰 것으로 나타났다.

Friction Stir Welding Analysis Based on Equivalent Strain Method using Neural Networks

  • Kang, Sung-Wook;Jang, Beom-Seon
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.452-465
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    • 2014
  • The application of friction stir welding (FSW) technology has been extended to all industries, including shipbuilding. A heat transfer analysis evaluates the weldability of a welded work piece, and elasto-plastic analysis predicts the residual stress and deformation after welding. A thermal elasto-plastic analysis based on the heat transfer analysis results is most frequently used today. However, its application to large objects such as offshore structures and hulls is impractical owing to its long computational time. This paper proposes a new method, namely an equivalent strain method using the inherent strain, to overcome the disadvantages of the extended analysis time. In the present study, a residual stress analysis of FSW was performed using this equivalent strain method. Additionally, in order to reflect the external constraints in FSW, the reaction force was predicted using a neural network, Finally, the approach was verified by comparing the experimental results and thermal elasto-plastic analysis results for the calculated residual stress distribution.

다공평판의 단순화된 응력해석방법 (Simplified Stress Analysis Method for Perforated plates)

  • 박태철;김범식
    • 전산구조공학
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    • 제7권2호
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    • pp.121-129
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    • 1994
  • 다공평판에 대한 기존의 응력해석 방법은 해석수행에 많은 시간과 전산비용이 요구되는 단점이 있다. 본 논문에서는 다공평판을 구멍이 없능 일반평판(Equivalent Solid Plate)으로 가정하여 쉽게 해석할 수 있는 응력해석방법을 개발하였다. 이 방법은 다공평판을 구멍이 없는 일반평판으로 가정하여 모델링한 후 등가재질 특성을 사용하여 등가가상응력을 구하고 이를 실제응력으로 변환하는 것이다. 그 적용예로서 사각형 배열형상의 다공평판을 대상으로 경우해석을 수행하였으며 이 결과를 기존의 응력해석방법에 의한 결과와 비교하였다. 이 결과 등가편판이론에 의한 계산결과는 기존의 응력해석방법에 의한 계산결과와 유사한 값을 생산하면서도 보수적이어서 실제 설계에 응용시 활용가능함이 입증되었다.

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차체의 충돌에 관한 시뮬레이션 해석 (Simulation Analysis on Impact of Automotive Body)

  • 조재웅;민병상;한문식
    • 한국생산제조학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.477-482
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    • 2009
  • This study analyzes the result with dynamic simulation about deformation according to time when a car impacts bollard. These results are shown as followings. The maximum deformation is shown at the lower part of front grass in case of the impact of front or passenger seat but this deformation is shown at the lower part of rear bumper in case of double impact. The maximum equivalent stress is shown at the upper part by the side grass of driver seat at the elapsed time of 0.00075 second after impact in case of the impact of front or passenger seat but this deformation is shown at the front bonnet at the elapsed time of 0.004 second after the additional impact in case of double impact. The maximum total deformation or equivalent stress is shown nearly same in case of the impact of front or passenger seat. But the value of this deformation or equivalent stress in case of the impact of front or passenger seat is shown with 2 times or more than 17% respectively as this value in case of double impact.

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탄소성 유한요소해석시 2차원 유한요소 밀도에 대한 반복하중이 작용하는 노치부의 변형률의 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Strain on Notches under Cyclic Loading to 2-D Finite Element Density in Elasto-Plastic Finite Element Analysis)

  • 김종성;장현수
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.1-7
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    • 2021
  • This paper presents sensitivity analysis results of strain on notches under cycling loading to 2-D finite element density considering plasticity. Cylindrical notched specimens having some stress concentrations were modeled with 2-D axisymmetrical finite element having various finite element densities. Elasto-plastic finite element analysis was performed for the various finite element models subjected to cycling loading considering plasticity. The finite element analysis results were compared to investigate sensitivity of the finite element analysis variables such as von-Mises effective stress, accumulated equivalent plastic strain, and equivalent plastic strain to 2-D finite element density. As a result of the comparison, it was found that the accumulated equivalent plastic strain is more sensitive than the others whereas the von-Mises effective stress is much less sensitive.