• 제목/요약/키워드: FEM thermal analysis

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광학탑재체 지지구조물 열지향오차 해석기법 연구

  • 김경원;김진희;이주훈;진익민
    • 항공우주기술
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    • 제4권1호
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    • pp.45-48
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    • 2005
  • 본 논문은 광학탑재체 지지구조물의 열지향오차 해석기법에 대한 연구이다. 광학탑재체 지지구조물의 열지향오차 해석을 수행하기 위해서는 위성본체 전체의 유한요소모델을 필요로 한다. 그러나 광학탑재체 지지구조물의 초기 설계시 위성본체의 유한요소모델이 정해지지 않기 때문에, 열지향오차 해석시 유한요소모델이 존재하지 않더라도 위성본체에 의한 열지향오차를 유도하는 해석기법이 필요하게 된다. 본 논문에서는 이러한 해석기법과 실제 해석시 이를 반영하는 구체적인 방법에 대해서 서술한다.

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FEM을 이용한 벤틸레이티드 브레이크 디스크의 열균열 현상에 관한 연구 (A Study on Thermal Cracking of Ventilated Brake Disk of a Car Using FEM Analysis)

  • 김호경;정진성;최명일;이영인
    • Tribology and Lubricants
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    • 제21권2호
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    • pp.63-70
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    • 2005
  • This study presents the thermal cracking on a commercial vehicle ventilated brake disk. Distributions of temperature and thermal stress of the disk were analysed, using FEM analysis, under the several driving conditions with actual vehicle specifications. The results from the fatigue tests on the disk material were compared with those from FEM analysis. In case of deceleration of 0.6 g with initial vehicle speed of 97, 140, and 160 km/h, the maximum compressive stress at the disk surface of disk due to braking was 224, 318, and 362 MPa, respectively. It was estimated that each damage fraction of 0.00005, 0.00050, 0.00136 per full stop was imposed on the brake disk in case of deceleration of 0.6 g with initial vehicle speed of 97, 140, and 160 km/h, respectively.

가스압력용기의 응력거동특성에 관한 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Stress Behaviour Characteristics in Gas Pressure Vessels)

  • 김청균;조승현
    • 한국가스학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.58-64
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    • 2003
  • 본 연구에서는 압력용기의 안전설계에 대한 해석결과를 제시하고 있다. 압력용기에 가스압력과 온도하중이 동시에 작용할 경우, 응력과 변위량에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 용기에 대한 설계는 ASME Sec. VIII Div. 2 code를 따라 설계하였다. 이 결과를 사용하여 열적 하중과 기계적 하중을 받는 압력용기를 FEM 해석기법으로 설계 안.전성을 검증하고자 한다. 유한요소해석 결과에 의하면, ASME 설계코드로 압력과 온도하중을 동시에 받는 경우를 해석한 데이터는 압력용기의 설계 안전성을 보장을 할 수 없을 것으로 예상된다. 또한, 압력용기 설계에서 일정한 두께를 갖는 일체형이 보강테를 설치한 압력용기보다 안전하다는 결과를 제시하고 있다.

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열피로시험중 질화규소 와류실에 발생하는 응력해석 (Stress Analysis of $Si_3N_4$ Swirl Chamber during Thermal Fatigue Test)

  • 김창삼;정덕수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.321-326
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    • 1996
  • Thermal fatigue test and stress analysis of Si3N4 and metal swirl chamber were carried out to investigate the reliability of the swirl chambers. Conditions of the thermal fatigue test were severer than those in real engine and FEM was used to analize the stress distribution in the swirl chambers. Fatigue cracks of the maximum length 2.4 mm and deformation were occurred at the corner of the jet in metal swirl chamber but not observed in Si3N4 swirl chamber. Maximum tensile stress in Si3N4 swirl chamber calculated by FEM was 300 MPa.

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유한체적법과 유한요소법을 이용한 응고과정에서의 열응력해석 (Analysis of Thermal Stresses During Solidification Process Using FVM/FEM Techniques)

  • 이진호;황기영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.1009-1018
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    • 1994
  • An attempt is made to develop a kind of hybrid numerical method for computations of the thermal stresses during a solidification process. In this algorithm, the phase-change heat transfer analysis is perrformed by a finite volume method(FVM) and the thermal stress analysis in a solidifying body by a finite element method(FEM). The temperatures at the grid points calculated in the heat transfer analysis are transferred to those of gauss points in elements by a bi-cubic surface patch technique for the thermal stress analysis. A hyperbolic-sine constitutive law is used to prescribe the inelastic strain rate of material. Results for the unidirectional solidification process of a pure aluminum are compared with those of others and shows good agreement.

FFT-FEM을 이용한 자동차용 디스크 브레이크의 열 해석 (Thermal Analysis of Automotive Disc Brake Using FFT-FEM)

  • 최지훈;김도형;이인
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권8호
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    • pp.1253-1260
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    • 2001
  • Transient thermal analysis of a three-dimensional axisymmetric automotive disk brake is presented in this paper. Temperature fields are obtained using a hybrid FFT-FEM scheme that combines Fourier transform techniques and finite element method. The use of a fast Fourier transform algorithm can avoid singularity problems and lead to inexpensive computing time. The transformed problem is solved with finite element scheme for each frequency domain. Inverse transforms are then performed for time domain solution. Numerical examples are presented for validation tests. Comparisons with analytical results show very good agreement. Also, a 3-D simulation, based upon an automotive brake disk model is performed.

웨어러블 NOx 가스센서의 열유동 해석 (Thermal Flux Analysis for the Wearable NOx Gas Sensors)

  • 장경욱
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.793-799
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    • 2019
  • 본 연구에서는 웨어러블 Fabric(Nylon) + MWCNT 가스센서 내부에서 열확산을 해석하기 위해서 요소해석 프로그램(comsol)을 이용하여 센서 내부에서의 열용량의 확산 과정과 열용량 분포 경도를 확인하였다. 열용량의 확산과정을 해석하기 위해서 가스센서의 구조체에 대하여 이차원으로 모델링을 진행하였으며, 제시된 모델링에 대해서 센서 구성 부분에 대한 특성값을 제시하여 메시 요소법(FEM)을 이용하여 설계된 웨어러블 가스센서에 대해서 열용량이 확산되는 정도와 열용량 경도를 구하기 위해서 지배방정식으로 1계 편미분방정식을 제안하여 해석하였으며, 열속도 전달식을 제안하여 전극층과 가스 검출부의 10[K/mm] 온도 경도를 구하였다.

LNG 저장탱크용 멤브레인 개발을 위한 유한요소해석 (The FEM Analysis of Membrane for LNG Storage Tank)

  • 오병택;김영균;홍성호;윤인수;서흥석
    • 한국가스학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.47-52
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    • 2002
  • 멤브레인은 LNG온도에 따른 열수축과 팽창을 흡수하는 주름을 가지고 있는 스테인레스판으로 저장탱크 내부에 설치된다. 유한요소 해석법을 적용하여 LNG저장탱크용 멤브레인을 개발하였다. 액압 및 온도 하중 조건에 따른 멤브레인 주름부의 변형 거동 특성 및 강도 그리고 앵커 고정부의 반력을 구하였고 이 해석 데이터를 바탕으로 멤브레인의 안정성과 피로강도를 확인하였다.

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주조공정에서의 효율적인 열응력 해석을 위한 이종해석기법의 연계 (Combination of Different Numerical Methods for Efficient Thermal Stress Analysis of Casting Process)

  • 곽시영;임채호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권8호
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    • pp.1051-1057
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    • 2010
  • 본 논문에서 유한차분법(FDM)과 유한요소법(FEM)을 연계하여 주조공정 해석을 수행하는 이종해석기법을 제안하였다. 수치해석기법으로는 FDM, FEM, BEM 등 다양한 기법이 있으며, 대부분의 공학문제는 각각의 현상에 적합한 수치해석기법을 사용하여 해석을 수행하고 있다. 일반적으로, FDM 또는 FVM 은 유동 및 열전달 해석에, FEM 은 열응력 해석에 많이 적용되고 있지만 복합적인 공학 문제를 해결하기 위해서 각각 수치해석기법을 연동한 해석의 필요성이 점점 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 3 차원 공간에서 FDM 을 사용하여 응고 및 열 전달 해석을 수행하고, 계산된 온도 데이터를 FEM 해석장에 적합하게 변환하여 열응력 해석을 수행하는 FDM/FEM연계해석 방법을 제시하였다. 그리고 제시한 해석방법을 주조 공정 해석에 적용한 결과, 요소생성 등의 해석작업과 해석속도 면에서 효율적으로 해석을 수행할 수 있었다.