• 제목/요약/키워드: Finite and Infinite Model

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베어링-축 조립체에서 축의 셰이크다운에 관한 연구 (Shakedown Analysis of Shaft in Bearing-Shaft Assembly)

  • 박흥근;박진무;오윤찬
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권7호
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    • pp.1740-1747
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    • 2000
  • Under repeated rolling, initial plastic deformation introduces residual stresses which render the steady cyclic state purely elastic. This is called the process of shakedown. Many studies have been done about the shakedown in semi-infinite half space using calculated Hertizian pressure. In this paper shakedown processes in a shaft are studied by finite element analyses of a two dimensional(plane strain) model with elastic-linear-kinematic-hardening-plastic material subjected to repeated, frictionless rolling contact. Symmetric and non-symmetric pressure distributions are obtained using a simplified model of the bearing-shaft assembly. The rolling contact is simulated by repeatedly translating both pressure distributions along the surface of the shaft. By the influence of the non-symmetric pressure, larger residual radial tensile stress is generated in the immediate subsurface layer, which may make a crack propagate and, the subsurface undergoes a zigzag plastic deformation during the shakedown process, which may lead to a crack initiation.

Stress intensity factors for 3-D axisymmetric bodies containing cracks by p-version of F.E.M.

  • Woo, Kwang S.;Jung, Woo S.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제2권3호
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    • pp.245-256
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    • 1994
  • A new axisymmetric crack model is proposed on the basis of p-version of the finite element method limited to theory of small scale yielding. To this end, axisymmetric stress element is formulated by integrals of Legendre polynomial which has hierarchical nature and orthogonality relationship. The virtual crack extension method has been adopted to calculate the stress intensity factors for 3-D axisymmetric cracked bodies where the potential energy change as a function of position along the crack front is calculated. The sensitivity with respect to the aspect ratio and Poisson locking has been tested to ascertain the robustness of p-version axisymmetric element. Also, the limit value that is an exact solution obtained by FEM when degree of freedom is infinite can be estimated using the extrapolation equation based on error prediction in energy norm. Numerical examples of thick-walled cylinder, axisymmetric crack in a round bar and internal part-thorough cracked pipes are tested with high precision.

A Study on the Tip Position Control of Flexible Beam by Linear Matrix Inequality

  • Kim, Chang-Hwa;Chu, Man-Suk;Yang, Joo-Ho
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.121.2-121
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    • 2001
  • Many of today´s robot are required to perform tasks which demand a high level of accuracy in end-effector positioning. Those rigid robots are very inefficient and slow because its have large and heavy links, In an attempt to solve these problems, a robots using flexible beam were created. But the single-link flexible beam is infinite-dimensional system. Many researchers have proposed controlling such a beam an approximated model consisting of a finite a number of models. In this paper, we start by deriving the analytic model for the dynamics of general single-link beam, and a controller is designed for flexible beam with integral type servo system bases of the linear matrix inequality (LM) technique. To the end, simulation results show that a designed controller guarantees affective vibration control the single-link flexible beam.

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Optical Phase Properties of Small Numbers of Nanoslits and an Application for Higher-efficiency Fresnel Zone Plates

  • Kim, Hyuntai;Lee, Seung-Yeol
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권4호
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    • pp.285-291
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    • 2019
  • We have studied the behavior of light in the intermediate regime between a single nanoslit and an infinite nanoslit array. We first calculated the optical characteristics of a small number of nanoslits using finite element numerical analysis. The phase variance of the proposed nanoslit model shows a gradual phase shift between a single nanoslit and ideal nanoslit array, which stabilizes before the total array length becomes ${\sim}0.5{\lambda}$. Next, we designed a transmission-enhanced Fresnel zone plate by applying the phase characteristics from the small-number nanoslit model. The virtual-point-source method suggests that the proposed Fresnel zone plate with phase-invariant nanoslits achieves 2.34x higher transmission efficiency than a conventional Fresnel zone plate. Our report describes the intermediate behaviors of a nanoslit array, which could also benefit subwavelength metallic structure research of metasurfaces.

변형된 창함수를 사용한 FIR 디지털 필터에 관한 연구 (A Study on the FIR Digital Filter using Modified Window Function)

  • 강경덕;배상범;김남호;류지구
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.49-55
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    • 2003
  • 현대산업사회의 발전에 따라 신호처리 분야 중 디지털필터의 사용은 급격히 증가하고 있으며, 특히 디지털 영상처리, 디지털 음성처리, CATV 및 각종 통신 분야 등에서 카메라의 Detail processor, Y/C separator, Ghost제거 필터, 표준변환기(NTSC-PAL), Noise reducer 등으로 많이 사용되고 있다. 이러한 디지털필터에는 일반적으로 IIR(infinite impulse response)과 FIR(finite impulse response) 필터가 있으며, 본 논문에서는 구현이 용이하고 선형위상특성을 갖는 FIR 디지털필터를 설계하였다. FIR 디지털필터 설계에 있어서 통과대역의 차단주파수 부근에서 깁스(gibbs) 현상에 의해 생긴 리플을 완화하기 위해 window함수를 사용한다. 그러나, 기존의 window는 고정된 값으로 되어 있으므로 설계목적에 적합한 window함수를 선택함에 있어 다소 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 설계목적에 따라 서 융통성있게 선택이 가능한 파라메터를 부가한 변형된 Hanning window를 설계하였으며, 타당성을 입증하기 위해 디지털필터를 설계하여 기존의 Hamming, Hanning, Blackman, Kaiser window와 비교하였으며, 판단기준으로 peak side-lobe와 천이특성 등을 사용하였다.

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주변 공동을 고려한 터널의 동적거동에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Behavior of Underground Tunnels with a Cavity)

  • 김민규;이종우;이종세
    • 터널과지하공간
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    • 제12권3호
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    • pp.171-178
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    • 2002
  • 본 연구에서는 마제형터널 주변에 공동이 존재하는 경우에 대해 동적해석을 수행함으로써 터널주변의 공동이 터널의 동적거동에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 반무한 평면상에서 터널의 동적응답해석을 수행할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 먼저 주파수 영역에서의 다층 반무한 지반내에서의 동적 기본해를 유도하였고 이를 경계요소에 적용하였다. 외부영역을 모형화한 경계요소를 내부영역의 유한요소와 조합하여 반무한 영역에서의 터널구조의 동적응답을 구할 수 있도록 하였다. 개발된 기법의 검증을 위하여 단층 및 다층 반무한 구조계에 대해 Ricker 파형을 이용한 동적해석을 수행하여 기존의 해석결과와 비교하였고, 개발된 기법을 이용하여 석회암층에 있는 터널에 대해 공동의 유무 및 터널과의 이격거리에 따른 터널의 동적거동을 고찰하였다.

해밀토니안의 시간 불연속 변분적분기를 이용한 2차원 탄소성 응력파 해석 (Analysis of 2-Dimensional Elasto-Plastic Stress by a Time-Discontinuous Variational Integrator of Hamiltonian)

  • 조상순;허훈;박광춘
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.263-266
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    • 2008
  • This paper is concerned with the analysis of elasto-plastic stress waves in a mode I semi-infinite cracked solid subjected to Heaviside pulse load. This study adopts a time-discontinuous variational integrator based on Hamiltonian in order to reduce the numerical dispersive and dissipative errors. This also utilizes an integration scheme of the constitutive model with 2nd-order accuracy which is formulated on the strain space for a rate and temperature dependent material model. Finite element analyses of elasto-plastic stress waves are carried out in order to compare the accuracy between a conventional Galerkin method and the time- discontinuous variational integrator.

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수치해석을 이용한 머리전달함수의 계산 및 음장해석 (Numerical Simulation of Head Related Transfer Functions and Sound Fields)

  • 최성훈
    • 한국음향학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.94-103
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    • 2001
  • 수치해석 방법을 이용하여 실험으로 구한 머리전달함수 (Head Related Transfer Function: HRTF)를 컴퓨터 시뮬레이션으로 대치하고, 청취자의 머리 주변에서의 음장을 가시화하는 방법에 대해 다룬다. 본 논문에서는 경계요소법 (Boundary Element Method)과 무한요소법 (Infinite-Finite Element Method)의 두 가지 방법을 이용한다. 지금까지는 더미헤드 (Dummy-Head)등을 이용한 실험으로 머리전달함수를 구하였는데 이 실험에는 상당한 시간과 장비가 필요하다. 3차원 레이저스캐너를 이용하여 KEMAR 더미헤드의 형상을 측정하고 이것을 여러 다른 요소 수를 가지는 경계요소모델 및 무한요소모델로 변환하여 머리전달함수를 계산하고 모델의 요소 크기와 적용 가능한 주파수 대역과의 관계에 대해 분석한다. 측정을 통해 구한 머리전달함수와 비교하여 모델을 검증하고 음향학의 상반원리를 적용하여 머리전달함수의 데이터베이스를 구한다. 또한 몇 가지 가상음향 시스템에 대한 음장해석을 통해 주파수 및 시간영역에서의 음장을 가시화한다.

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자동차용 컨트롤암의 내구성능 평가 (Durability Evaluation of Automobile Control Arm)

  • 김종규;장병현;박영철;이권희
    • 한국기계가공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.168-172
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    • 2012
  • Control arm is the structural component that pivots on two places. One end of the control arm is attached to the body frame and the other end is attached to the steering knuckle. The former research proposed the structural design by applying optimization technique with aluminum alloy. This study suggests a durability test method on the developed upper control arm to validate the analysis results. The durability analysis results of the developed control arm by using MSC Fatigue is confirmed to be close to infinite life. The weak model of developed control arm which occurs to finite life is made to perform the durability test and the zig design is developed in this process.

가압 경수로에서 생성된 시멘트 고화체로부터 Cs-137의 용출 현상의 실험적 연구 (Experimental Study of Leaching Phenomena of Cs-137 From a Cement Matrix Generated at PWR Plant)

  • 도정열;이건재
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제11권2호
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    • pp.91-103
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    • 1986
  • 가압 경수로형 원자로에서 발생하는 증발기 저부 폐액에서의 Cs-137의 용출에 대한 실험을 수행하였다. IAEA에 의해 제안된 용출실험 방법에 근거를 두고, ANS 방법의 일부를 채용하였다. 용출에 영향을 미치는 여러 인자들로서, 시료채취방법, 양생온도, 양생기간, 용출액 온도, Vermiculite 첨가와 체적 대 표면적비 등이 고려되었다. 준 무한 격판(Semi-infinite Slab)에 대한 확산 모델은 4주간 경화된 시료의 실험치와 좋은 일치를 보이고 있다. 4주간 $25^{\circ}C$에서 양생된 시료의 표면적 확산 계수는 $1.20{\sim}1.47{\times}10^{-11}cm^2/sec$가 됨을 확인했으며, 이 계수에 의해 Cs-137의 장기 용출을 예측을 유한 격판 근사(Finite-slab Approximation) 방법을 이용하여 수행하였다. 또한, 계산 결과로부터 Cs-137은 용출 개시후 약 25년이 되면 초기량의 0.66%인 최대치가 되며 100년 후에는 약 0.25%가 잔류한다.

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