• 제목/요약/키워드: FEM

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긴급시공이 가능한 FRP 내진보강재 개발 및 최적 보강량 산정을 위한 해석적 연구 (Analytical Study for Optimal Reinforcement Amount and Development of FRP Seismic Reinforcement that can be Emergency Construction)

  • 김진섭;권민호;서현수;임정희;김동영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.136-145
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    • 2013
  • 최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진 설계가 반영되지 않은 기둥은 취성적인 파괴로 구조물 전체붕괴를 유발하기 때문에 내진보강이 적용 되어야한다. 과거에는 단면증설법, 강판보강법등이 주로 적용되었고 최근에는 복합재료의 장점을 이용한 섬유보강법이 선호되고 있다. 그러나 이러한 보강법들은 구조물의 물리적 손상을 유발하며, 작업공간과 시간소비가 크다는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존 보강법의 단점을 보강하여 복합재료 (Fiber reinforced polymer)와 Aluminum 체결부 이용한 FRP 내진보강재를 개발하였다. 비선형 유한요소 해석프로그램을 통해 개발된 FRP 내진보강재의 최적 보강량을 결정하였다.

반응 표면 분석법을 활용한 자동차용 현가스프링 최적화 설계 (Optimal design of car suspension springs by using a response surface method)

  • 유동우;김도엽;신동규
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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    • pp.246-255
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    • 2016
  • When spring of the suspension is exerted by an external load, a car should be designed to prevent predictable damages and designed for a ride comfort. We used experiments design to design VON-MISES STRESS and K, a constant, of spring of suspension which is installed in a car as a goal level. We analyzed the result from Edison's Elastic - Plastic Analysis SW(CSD_EPLAST) by setting D, d, n as external diameter of coil, internal diameter of coil, the number of total coil respectively. The experiment design let the outcome be as Full-second order by using Box-Behnken which is one of response surface methods. Experimented and analyzed results based on the established experiments design, We found out design parameter which has desired VON-MISES STRESS and the constant K. Additionally, we predicted life time of when the external load was exerted by repeated load by using fatigue equation, and verification of plastic deformation has also been made. Additionally we interpreted a model, which is formed by optimized design parameter, with linear analysis and non-linear analysis, at the same time we also analyzed plastic deformation with the values from the both models. Finally, we predicted fatigue life of optimized model by using fatigue estimation theory and also evaluated a ride comfort with oscillation analysis.

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폴리머 애자의 End-fitting 설계 및 성능 평가기술 (End-fitting Design and Performance Evaluation of Polymer Insulator)

  • 조한구;이운용;한세원;한동희;지원영;여학규;강두원;천종욱;이형규
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 방전 플라즈마 유기절연재료 초전도 자성체연구회
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    • pp.25-29
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    • 2004
  • Corona on polymer materials causes deterioration by the combined action of the discharge striking the surface and the action of certain chemical compounds that are formed by the discharges. In the design and manufacture of polymer insulators must be sufficiently large to avoid corona discharges, otherwise a shielding or corona ring (grading ring) needs to be installed on the insulator. To conduct this purpose, many researchers have investigated end-fitting of polymer insulator by voltage distribution simulation and electrical test. Grading rings are used to improve the performance of the insulator in multiple ways. They can reduce corona and associated audible noise and radio influence and television interference. The factors determining the uses of a grading ring are line voltage, geometry and dimensions of end fittings, geometry and dimensions of line hardware, and environmental conditions. In this paper, electrical property of polymer insulator with end-fitting design have been investigated by electrical field analysis, various end-fitting design, tracking wheel test, corona inception voltage and extinction voltage. Electrical field analysis is conducted by FEM program and various end-fitting is designed through this result. Designed end-fittings are manufactured and their performance is conducted by electrical performance test.

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표면부착된 분포형 광섬유 센서의 유한요소해석 (FEM Analysis of Distributed Optical Fiber Sensors for the Strain Transfer)

  • 김상훈;이정주;권일범;허증수
    • 센서학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.16-23
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    • 2001
  • 국부적인 측정을 수행하는 일반적인 광섬유 센서에 비해 분포형 광섬유 센서는 광섬유의 길이방향을 따라 모든 위치에서 측정이 가능하며 보다 넓은 영역의 측정을 수행할 수 있다. 브릴루인 산란 분포형 광섬유 센서를 구조물의 건전성 감시에 이용할 때에는 광섬유 센서의 일반적인 부착 방법인 에폭시를 이용한 표면부착 방법을 사용하게 된다. 본 논문에서는 에폭시를 이용하여 브릴루인 분포형 광섬유 센서를 구조물의 표면에 부착하였을 때 구조물의 변형률 변화를 광섬유 센서가 정확히 측정해 낼 수 있는지에 대해 유한요소법을 통한 검증을 수행하였다. 구조물로부터 에폭시, 광섬유 코팅, 클래딩을 통해 코어로 전달되는 변형률의 전달률을 해석을 통해 확인하였으며 변형률 분포로부터 에폭시 끝 단의 자유 경계면이 미치는 영향을 살펴보았다.

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일방향-평직 복합재 혼합 적층판의 체결부 강도 연구 (Strength of Unidirectional and Fabric Hybrid Laminate Joints)

  • 안현수;신소영;권진희;최진호;이상관;양승운
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.25-33
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    • 2003
  • 일방향-평직 복합재 혼합 적층판의 체결부 파손하중 및 파손모우드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 체결부 실험은 끝단거리 대 원공직경의 비 및 시편 폭과 원공직경의 비가 다른 총 9가지의 모델에 대하여 편하중을 가하여 수행하였다. 체결부 파손해석을 위한 방법의 검토를 위해, MSC/NASTRAN을 사용하여 핀과 모재의 접촉 및 마찰을 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 파손여부는 특성곡선 상에서 Tsai-Wu 방법과 Yamada-Sun 방법을 사용하여 평가하였다. 적층판의 체결부 파손하중 및 파손모우드는 원공 중심에서 끝단까지의 거리가 작거나, 시편의 폭이 작을 경우 파손하중에 큰 영향을 미치지만, 일정값 이상이 되면 파손하중과 파손모우드의 변화는 거의 없는 것으로 밝혀졌다. 특성길이 방법에 의한 유한요소해석은 대체로 파손하중과 파손모우드를 비교적 잘 예측하는 것을 볼 수 있었다.

충격파 및 유동점성 효과를 고려한 항공기 날개-동체 형상에 대한 공탄성 응답 (Aeroelastic Response Analysis for Wing-Body Configuration Considering Shockwave and Flow Viscous Effects)

  • 김동현;김유성;황미현;박강균
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권10호
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    • pp.984-991
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    • 2009
  • 본 연구에서는 충격파 및 유동박리효과를 고려하여 항공기 동체-날개 형상(DLR-F4)에 대한 천음속 공탄성 응답해석을 수행하였다. 시간 영역에서 전산유체역학, 유한요소모델 및 전산구조동역학 기법을 활용한 유체-구조 연계시스템을 적용하여 공탄성 해석을 수행 하였으며, 이를 이용하여 비행체의 설계에 정확하고 유용한 결과를 제시할 수 있다. 천음속 영역에서 항공기 동체-날개 형상에 대해 비선형 비정상 공력해석을 수행하기 위하여 6면체 구조 격자를 생성하였고, Navier-Stokes 방정식을 적용하였다. 항공기 동체-날개 형상의 정적 및 동적 공탄성 응답 특성을 파악하였고, 항공기 설계 및 시험 연구자에게 실제적이고 유용한 결과를 제시할 수 있다.

아말감 와동의 파절에 관한 2차원 유한요소법적 연구 I : 와동 폭의 변화 (A STUDY ON AMALGAM CAVITY FRACTURE WITH TWO DIMENSIONAL FINITE ELEMENT METHOD I : VARIATION OF THE WIDTH OF CAVITY)

  • 김한욱;이정식
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제20권2호
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    • pp.655-669
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    • 1995
  • Restorative procedures can lead to weakening tooth due to reduction and alteration of tooth structure. It is essential to prevent fractures to conserve tooth. Among the several parameters in cavity designs, cavity isthmus is very important. In this study, amalgam 0 cavity was prepared on maxillary first premolar. Two dimensional finite element models were made by serial photographic method and isthmus(1/4, 1/3, 1/2, 2/3 of intercuspal distance) were varied. Three or four-nodal mesh were used for the two dimensional finite element models. The periodontal ligament and alveolar bone surrounding the tooth were excluded in these models. 1S model was sound tooth with no amalgam cavity. B model was assumed perfect bonding between the restoration and cavity wall. Both compressive and tensile forces were distributed directly to the adjacent regions. A load of 500N was applied vertically at the first node from the lingual slope of the buccal cusp tip. This study analysed von Mises stress, 1 and 2 directional normal stress and Y and Z axis translation with FEM software Super SAPII Version 5.2 (Algor Interactive System Co.) and hardware 486 DX2 PC. The results were as :follows : 1. 1S model was slightly different with 1B model in stress distibution. 1S, 2B, 3B, 4B models showed similiar stress distribution. 2. 1S model and four B models showed similiar pattern in Y axis and Z axis translation. 3. 1S model and four B models showed the bending phenomenon in the translation. 4. As increasing of the width of the cavity, experimental group was similiar with the control group in stress distribution. 5. As increasing of the width of the cavity, experimental group was similiar with the control group in Y and Z axis tranlation.

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컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 극저온 절단 기술 적용성 연구 및 극저온 절단 시스템 주요 부품 제작 (Feasibility Study of Cryogenic Cutting Technology by Using a Computer Simulation and Manufacture of Main Components for Cryogenic Cutting System)

  • 김성균;이동규;이근우;송오섭
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.115-124
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    • 2009
  • 극저온 절단 기술은 절단 과정에서 2차 폐기물이 발생되지 않기 때문에 원자력 시설의 해체기술로 가장 적합한 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 SPH 기법과 FEM 기법을 혼합한 하이브리드 기법을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 극저온 절단 기술의 적용성을 파악하였다. 또한 극저온 절단 시스템의 설계에 활용하기 위해 절단 깊이 예측식을 사용하여 스틸 10 mm 두께를 절단하는데 필요한 설계 변수 및 운전조건을 도출하였다. 마지막으로 도출한 설계변수 및 운전조건을 기반으로 극저온 절단 시스템의 주요 부품을 제작하였다.

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차체의 유연성을 고려한 차량 승차감 해석 (Analysis of Ride Comfort for an Automobile with flexible Vehicle Body)

  • 김정훈;최광성;박성용;이장무;강상욱;강주석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.121-128
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    • 2005
  • In most researches on the ride comfort analysis of passenger vehicles, the flexibility of the vehicle body has been not considered as an important factor, because the resonance frequencies of the vehicle body related to pitching, yawing and rolling motions are below 10Hz while the resonance frequencies of the vehicle body related to the flexibility are above 20Hz approximately. Nevertheless, the paper shows that the consideration of the local flexibility (or local stiffness) of the 4 corners on which shock absorbers are mounted influences the ride comfort. A simple beam model is devised to qualitatively examine the effect of the change of the local stiffness of the vehicle body on the ride comfort. Based on the results obtained from the analysis of the one-dimensional model, multi-body dynamic analysis considering the flexibility of the vehicle body is performed using ADAMS and MSC/NASTRAN. Natural frequencies and mode shapes computed by MSC/NASTRAN are used as input data for multi-body dynamic analysis in ADAMS. Through simulations using ADAMS, it has been found that the ride comfort can be improved by changing the local stiffness of the vehicle body and that the simulation results agree with experiment results.

편심하중이 작용하는 수평 곡선 I 형 거더의 휨·비틀림 상호작용 (Interaction of Flexure-Torsional by eccentric load in horizontal curved 'I' shape girder)

  • 임정현;이기세;김희수;최준호;강영종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.6385-6390
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    • 2015
  • 수평 곡선 I-형 거더에는 초기곡률이라는 기하학적 특성으로 인해 휨 모멘트와 더불어 비틀림 모멘트가 작용하게 된다. 이러한 휨 비틀림 거동은 서로 상호 작용을 일으켜 약축방향으로 2차 휨거동을 유발하게 된다. 휨과 비틀림 간의 상호 작용은 곡선 거더를 조기에 비선형 상태 및 소성 상태로 유도하여 내하력의 저하를 야기하게 되고, 차량의 이동 위치에 따른 편심 하중은 비틀림을 더욱 증대시킬 수 있다. 그러나 기존에 연구되어왔던 직선 거더에 대한 휨 비틀림 상호관계식은 곡선 거더가 가지고 있는 거동 특성이 고려되지 않았기 때문에 수직하중을 받는 수평 곡선 I-형 거더의 극한 강도가 과대평가 될 수 있다. 따라서 이에 대한 보다 명확하고 합리적인 제안식의 적용이 곡선 거더의 설계 시에 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 편심하중이 작용하는 수평 곡선 I형 거더의 휨 비틀림 상호작용 특성을 파악하고 거동분석을 수행하였다.