The aim of this work is a numerical comparison (FEM) between lattice pyramidal-core panel and honeycomb core panel for different core thicknesses. By evaluating the mid-span deflection, the shear rigidity and the shear modulus for both core types and different core thicknesses, it is possible to define which core type has got the best mechanical behaviour for each thickness and the evolution of that behaviour as far as the thickness increases. Since a specific base geometry has been used for the lattice pyramidal core, the comparison gives us the opportunity to investigate the unit cell strut angle giving the higher mechanical properties. The presented work considers a detailed FEM modelling of a standard 3-point bending test (ASTM C393/C393M Standard Practice). Detailed FEM modelling addresses to detailed discretization of cores by means of beam elements for lattice core and shell elements for honeycomb core. Facings, instead, have been modelled by using shell elements for both sandwich panels. On lattice core structure, elements of core and facings are directly connected, to better simulate the additive manufacturing process. Otherwise, an MPC-based constraint between facings and core has been used for honeycomb core structure. Both sandwich panels are entirely built of Aluminium alloy. Prior to compare the two models, the FEM sandwich panel model with lattice pyramidal core needs to be validated with 3-point bending test experimental results, in order to ensure a good reliability of the FEM approach and of the comparison. Furthermore, the analytical validation has been performed according to Allen's theory. The FEM analysis is linear static with an increasing midspan load ranging from 50N up to 500N.
간극수압을 받는 지반보의 응력-변형률 거동 분석을 위해 해석해와 유한요소해석결과를 정량적으로 상호 비교해 보았다. 유한요소해석을 통해 얻은 수평응력은 해석해에 의한 결과와는 달리 지반보의 수평축에 대하여 대칭성을 보이지 않았으나 요소의 개수가 증가함에 따라 대칭에 가까운 형태를 보였다. 해석해에 의한 수평응력을 유한요소의 가우스점에 대하여 얻은 수평응력과 비교해 볼 때 3개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해에 의한 최대 인장응력값의 6% 였고 압축응력의 값은 해석해에 의한 최대값의 37% 였다. 6개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 61% 였고 압축응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 83% 였다. 지반보 내에 발생되는 연직응력은 해석해에 의할 경우 보의 깊이에 따라 연속적인 분포양상을 보인다. 유한요소해석에 의한 연직응력은 유한요소를 구성하는 요소에 따라 이산적인 분포를 보이는데 요소내의 4개의 가우스점에 대하여 얻은 평균 연직응력은 지반보에 작용하는 간극수압의 크기에 가까운 값을 보였다. 지반보의 중앙 근처에서의 연직변위량을 비교해 볼 때 3개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 35% 였으며 6개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 57% 였다.
Recently tube hydroforming has been widely applied to the automotive industries due to its several advantages over conventional methods. In this paper, attention is paid to comparison of an implicit and an explicit finite element method widely used for numerical simulation of a hydroforming process. For an explicit FEM, a huge amount of computational time is required because of the very small time increment to solve a quasi-static problem. Hence, when an explicit FEM is used fDr a hydroforming process, it is general to convert the real problem to a virtual problem with a different processing time and mass density by appropriate scaling factor. However it is difficult to figure out how large the scaling should be adopted enough to ignore the dynamic effects and maintain the desired accuracy. In this paper, the comparison of the results obtained from both methods focus on the accuracy of the predicted geometrical shape and the stress with various scaling factors which are applied to analyze hydroforming process of an automobile lower arm.
In this paper, comparison of the observed and the predicted ground deformations due to the construction of road embankment with peck drain near the construction site was made. Measurement of the ground deformation at the gasoline stand due to the construction of road embankment was made and it was compared with the predicted deformation results of Finite Element Method analysis made with Elasto-plastic and Elastic visco-plastic models. A well agreement was obtained between the measured and predicted ground deformations.
As for axisymmetirc sheet metal forming, a kind of pick-up apparatus for body-wrinkling is deviced. Experiments with both hemispherical and flat headed punches, with various clearances between punch and die, with respect to three kinds of materials each of which has two thicknesses, are performed. Firstly the process of evolution of body-wrinkling is observed. Then the critical blank-holding force (or meridional tensile force) for suppression of body-wrinkling at a specified punch-stroke is measured for all cases mentioned above. An empirical formula for it is proposed. Deformation patterns and stress distributions are analysed by the use of FEM. A simplified critical condition for body-wrinkling is formulated and introduced into the FEM program. And its effectiveness is checked by comparison with the experimental results. Using this FEM system, the governing factors of body-wrinkling are cleared up.
Forging process is one of the forming process and is used widely in automobile parts and manufacture industry. Especially the gears like spur gear, helical gear, bevel gear were produced by machine tool, but recently they have been manufactured by forging process. The goal of this study is to study forming process with data obtained by comparison between forward extrusion and upsetting simulation results and formability improvement by various heat treatment conditions. By analysis data of 3D FEM by upsetting and forward extrusion forming, the forming process of clutch gear develops using data based on 3D FEM analysis. Through tensile test using specimens by various heat treatment conditions, the optimal heat treatment condition is obtained by comparison the results of tensile test.
OBJECTIVES : The objective of this research is to determine the integrity of pavement structures for areas where voids exist. Furthermore, we conducted the study of voided-area analysis and remaining life prediction for pavement structures using finite element method. METHODS : To determine the remaining life of the existing voided areas under asphalt concrete pavements, field and falling weight deflectometer (FWD) tests were conducted. Comparison methods were used to have better accuracy in the finite element method (FEM) analysis compared to the measured surface displacements due to the loaded trucks. In addition, the modeled FEM used in this study was compared with well-known software programs. RESULTS : The results show that a good agreement on the analyzed and measured displacements can be obtained through comparisons of the surface displacement due to loaded trucks. Furthermore, the modeled FEM program was compared with the available pavement-structure software programs, resulting in the same values of tensile strains in terms of the thickness of asphalt concrete layers. CONCLUSIONS : The study, which is related to voided-area analysis and remaining life prediction using FEM for pavement structures, was successfully conducted based on the comparison between our methods and the sinkhole grade used in Japan.
Kim, Byoung Wan;Hong, Sa Young;Sung, Hong Gun;Hong, Seok Won
Ocean Systems Engineering
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제5권3호
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pp.221-243
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2015
This paper compares simplified and finite element method (FEM) models for tower and blade in dynamic coupled analysis of floating wind turbine. A SPAR type wind turbine with catenary mooring lines is considered in numerical analysis. Floating body equation is derived using boundary element method (BEM) and convolution. Equations for mooring line, tower and blade are formulated with theories of catenary, elastic beam and aerodynamic rotating beam, respectively and FEM is applied in the formulation. By combining the equations, coupled solutions are calculated. Tower or blade may be assumed rigid or lumped body for simplicity in modeling. By comparing floating body motions, mooring line tensions and tower stresses with the simple model and original FEM model, the effect of including or neglecting elastic, rotating and aerodynamic behavior of tower and blade is discussed.
The backward extrusion process is one of the commonly used metal forming processes. In this paper. a battery case which has the rectangular section, is analyzed using a 3D metal forming package(MSC.Superforge). This pacakge uses the finite volume analysis method. It is shown that the MSC.Superforge package using finite volume method provides result very close to those obtained from a finite element analysis package(MSC.Superform). However, the simulation time using the finite volume method was almost 10 % of the simulation time consumed by the other package using finite element method. Moreover, the finite volume method used in MSC.Superforge can eliminate the remeshing problems that make the simulating a metal forming process with severe deformation, such as the extrusion process, so difficult.
Predicting the mechanical properties of the 3-D scaffold using finite element method (FEM) simulation is important to the practical application of tissue engineering. However, the porous structure of the scaffold complicates computer simulations, and calculating scaffold models at the pore level is time-consuming. In some cases, the demands of the procedure are too high for a computer to run the standard code. To address this problem, the representative volume element (RVE) theory was introduced, but studies on RVE modeling applied to the 3-D scaffold model have not been focused. In this paper, we propose an improved FEM-based RVE modeling strategy to better predict the mechanical properties of the scaffold prior to fabrication. To improve the precision of RVE modeling, we evaluated various RVE models of newly designed 3-D scaffolds using FEM simulation. The scaffolds were then constructed using microstereolithography technology, and their mechanical properties were measured for comparison.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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