• 제목/요약/키워드: Finite Element Impact Analysis

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냉장고용 왕복동식 압축기의 가진력 규명 및 방사소음 예측 (Force Identification and Sound Prediction of a Reciprocating Compressor for a Refrigerator)

  • 김상태;전경진;정의봉
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.437-443
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    • 2012
  • In this paper, the hybrid method to identify the exciting forces and radiated noise generated from the reciprocating compressor was presented. In order to identify the exciting force, both the acceleration data measured at the compressor shell and numerical finite element model for the full set of compressor were used simultaneously. Applying the identified exciting forces to the numerical model, the velocity responses of all nodes at the shell were predicted. Finally the radiated noises from the vibrating shell were predicted by using the direct boundary element acoustic analysis. For precise numerical modeling, the stiffness of rubber mounts and body springs were identified experimentally from the natural frequencies measured by impact testing. The error of over-all sound pressure level between predicted noise and measured noise was about 2.9 dB.

쉘요소를 활용한 원통형 구조물의 좌굴에 대한 열적 영향평가 (Thermal Impact Evaluation on Buckling of Cylindrical Structures Using Shell Elements)

  • 조희근
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.7-15
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    • 2021
  • Buckling of cylindrical structures has been extensively researched, because it is an important phenomenon to be considered in structural design. However, the evaluation of thermal effects on the buckling of cylindrical structures has been insufficient; therefore, this study evaluates this thermal effect using shell elements. In addition, the thermal effect on the buckling of temperature-dependent nonlinear materials was evaluated. Nonlinear and linear buckling analyses were performed using the arc-length method to investigate the behavioral characteristics of a cylindrical structure. The basic theory of the linear buckling analysis of a cylindrical structure subjected to thermal stress was derived and presented by applying the thermal stress basic theory.

Analytical fragility curves of a structure subject to tsunami waves using smooth particle hydrodynamics

  • Sihombing, Fritz;Torbol, Marco
    • Smart Structures and Systems
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    • 제18권6호
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    • pp.1145-1167
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    • 2016
  • This study presents a new method to computes analytical fragility curves of a structure subject to tsunami waves. The method uses dynamic analysis at each stage of the computation. First, the smooth particle hydrodynamics (SPH) model simulates the propagation of the tsunami waves from shallow water to their impact on the target structure. The advantage of SPH over mesh based methods is its capability to model wave surface interaction when large deformations are involved, such as the impact of water on a structure. Although SPH is computationally more expensive than mesh based method, nowadays the advent of parallel computing on general purpose graphic processing unit overcome this limitation. Then, the impact force is applied to a finite element model of the structure and its dynamic non-linear response is computed. When a data-set of tsunami waves is used analytical fragility curves can be computed. This study proves it is possible to obtain the response of a structure to a tsunami wave using state of the art dynamic models in every stage of the computation at an affordable cost.

탄소/에폭시 복합재 적층판의 고속충돌 관통해석 (High velocity Impact Analysis of Carbon/Epoxy Composite Laminates)

  • 김영아;우경식;유원영;김인걸;김종헌
    • Composites Research
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    • 제25권6호
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    • pp.191-197
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    • 2012
  • 본 연구에서는 수치적 시뮬레이션을 통해 탄소/에폭시 복합재 적층판의 고속충돌 관통 거동을 연구하였다. 해석은 상용유한요소 해석프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 해석을 수행하였고, 적층판 및 구형 강철 충격체 모두 3차원 요소로 모델링 하였다. 해석에는 적층순서가 $[45/0/-45/90]_{ns}$인 16 및 24장으로 된 복합재 적층판을 고려하였으며 충격체의 초기속도는 140-250 m/s 범위의 값을 사용하였다. 해석결과 예측된 잔류속도는 실험값과 비교적 잘 일치하였다.

전력 개폐기의 중첩 판 스프링의 충격 피로 해석 (Impact and Fatigue Analysis of Superposed Leaf Spring in Electric Power Switch)

  • 박우진;안길영;정광영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.794-797
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    • 2005
  • The automatic load transfer switch (ALTS), a kind of electric power switch, typically automatically transfers electrical loads from a normal electrical power source to an emergency electrical power source upon reduction or loss of normal power source voltage. It can also automatically re-transfer the load to the normal power source when the normal voltage has been restored within acceptable limits. The transfer operation of ALTS is accomplished by a spring-driven linkage mechanism. In order to control or delay the transfer switching time, the ALTS studied in this paper uses the superposed leaf springs, which are subjected to impact leadings in contacting with electrical contacts. Therefore, to confirm whether the springs has enough mechanical endurance in ALTS, we build a finite element model of the superposed lear springs using LS-DYNA and perform the impact and fatigue analysis.

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하악골 충격시 안면 두개골의 응력분산양상에 미치는 구강보호장치의 역할에 관한 유한요소법적 연구 (Finite element analysis of the effects of a mouthguard on stress distribution of facial bone and skull under mandibular impacts)

  • 노관태;김일한;노현식;김지연;우이형;권긍록;최대균
    • 대한치과보철학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.1-9
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    • 2012
  • 연구 목적: 이 연구의 목적은 하악골 충격 시 안면 두개골의 응력분산양상에 미치는 구강보호장치의 효과에 대해 조사하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 구강보호장치를 제작하고 사람의 머리부위와 치열의 3차원적 유한요소 모델을 컴퓨터 토모그래피를 사용하여 제작하였다. 머리부위의 finite element model은 356,092요소와, 87,099절점으로 이루어져 있다. 그리고 skull과 maxillae, mandible, articular disc, teeth, 그리고 구강보호장치로 구성되었다. 경부의 움직임을 묘사하기 위하여 스프링이 사용되었다. 하악골의 충격점은 gnathion, center of inferior border 와 anterior edge of gonial angle이었다. 충격방향은 수직, 경사방향($45^{\circ}$), 그리고 수평이다. 충격량은 0.1초당 800 N이었다. 결과: 수직충격을 가한 경우에는 구강보호장치의 장착여부와 무관하게 비슷한 응력과 분산양상이 나타났다(P>.05). 경사충격($45^{\circ}$)을 가한 경우 구강보호장치를 장착한 모델에서는 응력이 치아와 안면골 및 두개골로 넓게 분산되었으나 이에 비하여 장착하지 않은 모델에서는 치아에 응력이 집중되었다(P<.05). 수평충격을 가한 경우 구강보호장치를 장착한 모델에서는 응력이 치아와 안면골 및 두개골로 넓게 분산되었으나 이에 비하여 장착하지 않은 모델에서는 치아에 응력이 집중되었다(P<.05). 구강보호장치를 장착하지 않은 모델에서는 상악 치아에 응력이 집중되는 반면, 장착한 모델에서는 모든 충격실험에서 계측된 응력이 매우 낮았으며, 전달된 응력이 상악 치아와 안면골 및 두개골로 넓게 분산되었다. 결론: 구강보호장치는 외부충격 시에 하악에 수직으로 가해지는 충격에는 완충효과가 적었고, $45^{\circ}$경사 충격과 수평 충격에는 발생하는 응력을 안면골과 두개골의 넓은 범위로 분산시키고 응력을 감소시켜 응력의 완충 효과가 있었다.

초박형 유리층 보호를 위한 펜 낙하 시험의 기계적 모델링 (Mechanical Modeling of Pen Drop Test for Protection of Ultra-Thin Glass Layer)

  • 오은성;오승진;이선우;전승민;김택수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.49-53
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    • 2022
  • 초박형 유리(Ultra-Thin Glass, UTG)는 디스플레이 보호용 커버 윈도우로 폴더블(foldable) 디스플레이에 사용되고 있으며, 향후에는 롤러블(rollable) 디스플레이나 다양한 플렉시블(flexible) 전자기기에 확대 적용될 것으로 예상되고 있다. 폴더블 디스플레이의 경우, 사용자들에 의해 굽힘과 터치 펜에 의해 충격을 받게 되고, 이 외에도 낙하 등 다른 외부충격에 쉽게 노출되어 있다. 초박형 유리는 100 ㎛ 이하로 두께가 얇고 취성하여 여러 외부 충격에 의해 쉽게 균열이나 파단이 발생할 수 있고, 이러한 균열이나 파단은 폴더블 디스플레이에 심각한 신뢰성 문제를 야기한다. 따라서, 본 연구에서는 초박형 유리의 내충격 신뢰성을 평가하는 펜 낙하 실험을 유한 요소 모델로 구성하고, 초박형 유리의 내충격 신뢰성을 향상시키기 위한 기계적 모델링을 진행하였다. 초박형 유리층 상부 혹은 하부에 보강층을 삽입했을 때, 펜 낙하에 의해 초박형 유리층에 작용하는 응력 메커니즘을 분석하였고, 그에 따라 신뢰성 향상을 위한 최적의 구조를 제시하였다. 또한 초박형 유리의 강도에 따른 최대 펜 낙하 높이를 예측할 수 있도록 펜 낙하 높이에 따라 초박형 유리층에 작용하는 최대 주 응력 값을 분석하였다.

Evaluation of Bond Properties of Reinforced Concrete with Corroded Reinforcement by Uniaxial Tension Testing

  • Kim, Hyung-Rae;Choi, Won-Chang;Yoon, Sang-Chun;Noguchi, Takafumi
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제10권sup3호
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    • pp.43-52
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    • 2016
  • The degradation of the load-bearing capacity of reinforced concrete beams due to corrosion has a profoundly negative impact on the structural safety and integrity of a structure. The literature is limited with regard to models of bond characteristics that relate to the reinforcement corrosion percentage. In this study, uniaxial tensile tests were conducted on specimens with irregular corrosion of their reinforced concrete. The development of cracks in the corroded area was found to be dependent on the level of corrosion, and transverse cracks developed due to tensile loading. Based on this crack development, the average stress versus deformation in the rebar and concrete could be determined experimentally and numerically. The results, determined via finite element analysis, were calibrated using the experimental results. In addition, bond elements for reinforced concrete with corrosion are proposed in this paper along with a relationship between the shear stiffness and corrosion level of rebar.

스마트 무인기 4자유도 지상시험치구 구조진동해석 (Structural Vibration Analysis of Smart UAV 4-Degree of Freedom Ground Test System)

  • 박강균;최현철;김동만;김동현;안오성
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.593-598
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    • 2009
  • In this study we present results for the design of ground test system for 4 degree of freedom(DOF) control test is one of the smart UAV ground test. This system is equipped with real smart UAV and Z direction DOF and 3 direction rotation DOF, Ensuring safe operation of the Smart UAV is a top priority. To this end, it is required to do structure analysis and test verification to confirm the design margin and safety. Based on the analysis, the ground test system has been redesigned to meet the structural conditions.

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항공우주산업 구조해석 소프트웨어 기술동향 (Technology Trends on Structural Analysis Software in Aerospace Industry)

  • 임재혁;김경원;김선원;황도순
    • 항공우주산업기술동향
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    • 제7권2호
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    • pp.59-67
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    • 2009
  • 항공우주산업과 관련된 항공기, 인공위성, 발사체 등의 구조체 개발을 위해서는 설계단계에서부터 해석 및 제작에 이르기까지 다양한 전산기술(CAD/CAE/CAM)이 널리 적용되고 있다. 이 중 구조해석을 위해서는 NASTRAN, ABAQUS, ANSYS와 같은 유한요소법에 기반을 둔 CAE 소프트웨어가 개발되어 산업현장에 널리 보급되어 있으며, 정적해석, 동적해석, 진동해석, 충돌해석 등 해석목적에 맞게 모듈화가 되어있다. 최근에는 해 석알고리즘 및 컴퓨터성능의 발달에 힘입어 다중물리해석, 최적설계와 같은 난해하며 높은 계산량을 요구하는 문제의 적용과 및 다자유도문제의 해결이 진행되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 항공우주산업분야에 주로 사용되는 구조해석 소프트웨어의 최신기술동향을 살펴본다.

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