본 논문에서는 비선형 유한요소해석 프로그램을 이용하여 초저온 액체에 의한 정압과 열하중을 받는 멤브레인 구조물의 응력기동과 응력수준을 6가지 주름모델에 대한 수치적 해석결과를 제시하였다. 맴브레인 판재의 상면을 따라 최대 평균법선 응력분포에 관한 여러 가지 기하학적 주름의 3차원 해석을 수행하였고, 이들 주름형상에 대한 유한요소해석 결과를 비교$\cdot$고찰하였다. 링 마디식 모델의 주름 형상은 작은 코너반경과 정점곡률을 갖는 테크니가즈식 주름에 비하여 효과적으로 거동하고 있음을 보여주고 있다. 유한요소해석 결과예 의하면 LNG 저장탱크에 이들 모델을 사용할 경우 링 마디식 주름이 여타 주름 모델에 비하여 가장 깊은 180m에서도 사용될 수 있음을 보여준다.
[ $9\%$ ]니켈형 LNG 저장탱크는 내조와 외조가 독립적으로 초저온의 LNG를 저장할 수 있는 이중구조로 되어있다. 내조의 재료로는 초저온에서의 기계적 성질이 우수한 $9\%$니켈강을 사용한다. 그리고 내조파손에 의해 유출된 LNG를 저장할 수 있도록 콘크리트 외조가 설계된다. 코너프로텍션은 LNG 유출시 콘크리트 외조 코너부에 발생하는 열응력을 감소시키기 위해 단열재와 $9\%$니켈강 라이너를 시공하는 것을 말한다. 열하중에 의해 팽창과 수축이 반복되는 코너프로텍션의 경우 복잡한 응력상태가 발생되기 때문에 설계상의 어려움이 있다. 현재 한국가스공사에서 운용하고 있는 LNG탱크에는 TKK, KAWASAKI, WHESSOE사에서 설계한 코너프로텍션이 시공되어 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 이들의 설계사양에 대해 ASME Section VIII Div. 2. Appendix 4에 기초한 건전성을 비교/분석하였다.
This paper studied cogging torque reduction effect for sloping notch applied two notches on stator teeth. We have confirmed accuracy of FEM(Finite Element Method) through comparison previous model using asymmetric notch for experiment and 3D FEM results, and then cogging torque comparison of previous model and sloping notch model. Also the sloping notch model has been modified to step-sloping notch model to consider manufactur. The modification method of sloping notch changed the degree of slope of notch (a)(Notch(a) sloping Deg) and the degree of Slope of notch (b)(Notch(b) Sloping Deg). When Cogging torque is case of minimum, Notch (a) Sloping Deg is $-12[^{\circ}]$ and Notch(b) Sloping Deg $12[^{\circ}]$. In this case, cogging torque was about 23.9[mNm]. Cogging torque of previous model is about 40.8[mNm], so sloping notch model is less than previous model by 41.42[%]. Also, if sloping notch model is changed to step-sloping notch model, cogging torque of step-sloping notch model is about 24.82[mNm], Therefore the difference between the two cogging torque is about 3.85[%], so step-sloping notch model can be applied when considering manufacture.
위험물저장 탱크기초의 결함으로 인한 인화성물질의 유출사고는 산업단지의 대형화재를 야기시킬 수 있으므로 탱크기초의 설계 및 시공단계에서 세심한 주의를 기울여야 한다. 본 연구에서는 위험물저장탱크 기초의 설계 및 시공 가이드라인을 제시하기 위하여, 대표적인 탱크기초 유형을 분류하고 각 유형에 따른 대표단면을 모델링한 수치해석(3D FEM)을 수행하였으며, 수치해석 결과로 나타난 탱크기초의 응력 및 침하분포를 비교 평가하여 각 기초 유형별로 위험물저장탱크 설계 및 시공단계에서 유의 하여야할 사항을 검토하였다.
본 논문에서는 사회기반시설의 손상탐지를 위한 경 방향모드 압전 오실레이터의 가능성을 연구하였다. 경 방향 모드 오실레이터 센서는 구조물의 주요부에 부착된 경 방향 모드 압전소자와 피드백 오실레이터 회로로 구성되어있다. 구조물의 손상은 구조물의 임피던스를 변화를 야기 시키며, 그 결과로 구조물의 공진 주파수가 변화하게 된다. 오실레이터 센서는 간단한 방법으로 이 공진 주파수 변화를 연속적으로 관측할 수 있다. 본 연구에서는 알루미늄 시편에 크랙의 크기와 개수를 인위적으로 변화 시키면서, FEM해석과 실험을 통해 경 방향 모드 압전 오실레이터 센서의 적용 가능성을 증명 하였다.
본 논문에서는 영전식 magnetic lifter의 최적 설계 방법을 제시하였다. 등가 자기회로법으로 흡착시와 탈착시의 자장 해석 및 전자역 계산을 행하였고, 최적 설계를 위해 등가 자기회로법으로 해석된 흡착시의 전자력을 최대로 하는 lifter의 치수를 구하였다. 또한 흡착시의 전자력을 제한 조건으로 하여 lifter 전체의 부피를 최소로 하는 치수를 찾았다. 위 최적 설계를 위한 최적화 알고리즘으로는 (1+1) Evolution Strategy(ES)를 이용하였다. 또한 상용 자장해석 프로그램(MAXWELL)을 사용하여 얻은 결과와 위의 최적화 결과를 비교하여 본 논문의 최적화방법의 타당성을 검증하였다.
The goal of this study is the stability evaluation of a vacuum pump through modal test and rotor dynamics. Roots type vacuum pump, which is a dry vacuum pump, is necessary for the manufacturing process of the semiconductor and the display. Eigenvalue was solved by the finite-element method(FEM) using 2D and 3D models, then the modal test result was compared with the FEM result. According to the comparison, the analysis result using the 2D was more accurate than the 3D model. Therefore, rotor dynamics was performed by the 2D model. Campbell diagram and root-locus maps, which were calculated by complex-eigenvalue analysis, were used to evaluate the stability of the rotors of the vacuum pump. And displacement solved by unbalance response analysis was compared with the minimum clearance between two rotors of the vacuum pump. Thus, the vacuum pump is assumed operated under steady state through the evaluation of the rotor dynamics.
본 논문에서는 중고주파수 영역에서 진동하는 단순평판의 진동을 해석하기 위하여 파워흐름유한요소법을 적용하였다. 파워흐름해석법에서 주어지는 진동 에너지지배방정식의 해를 구하기 위한 수치해석 도구로써 유한요소법을 활용하였다. 이러한 파워흐름유한요소법을 적용하여 중고주파수 영역에서 진동하는 단순평판의 진동 변위와 진동인텐시티 분포를 구하였다. 또한 수치해 결과를 엄밀해와 유한요소법에 의한 근사해와 비교함으로써, 파워흐름유한요소법은 중고주파수 영역에서 진동 변위 및 진동 인텐시티를 예측하기 위하여 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다.
The objective of this paper is to optimize the cross-section of aluminum decking units used in the bass boats under operating conditions, and to verify the optimized model from the results via by ANSYS software. Aluminum decking unit is needed to endure specific loading while leisure activity and sailing. For a stiffer and more cost-neutral aluminum decking unit, optimization is often considered in the naval and marine industries. This optimization of the aluminum decking unit is performed using the ANSYS program, which is based on the topology optimization method. The generation of finite element models and stress evaluations are conducted using the ANSYS Multiphysics module, which is based on the Finite Element Method (FEM). Through such a series of studies, it was possible to determine the most suitable case for satisfying the structural strength found among the phase-optimized aluminum deck units in bass boats. From these optimization results, CASE 1 shows the best solution in comparison with the other cases for this optimization. By linking the topology optimization with the structural strength analysis, the optimal solution can be found in a relatively short amount of time, and these procedures are expected to be applicable to many fields of engineering.
본 연구에서는 평면 변형률 강소성 유한요소법을 이용하여 유한요소 수식화를 유도하고 금형이 해석저인 함수로 묘사되는 드로잉 공정을 해석하고, 금형이 해석적인 함수로 묘사되지 않는 실제적인 자동차 성형품의 드로잉 공정을 해석하여 기존의 결과 와 비교하여 본 방법의 타당성을 검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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