• 제목/요약/키워드: Mooney equation

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열성형공정의 3차원 유한요소해석 (3-Dimensional Finite Element Analysis of Thermoforming Processes)

  • G.J. Nam;D.S. Son;Lee, J.W.
    • 유변학
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    • 제11권1호
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    • pp.18-27
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    • 1999
  • 본 연구에서는 3차원 열성형 공정 알고리듬과 이에 membrane approximation을 도입한 근사적인 알고리듬을 개발하였고, 이 알고리듬을 이용하여 몇몇 열성형계에 대한 수치모사를 수행하여 그 결과를 비교 분석하였다. 3차원 알고리듬의 경우에는 구성한 유한요소 평형 방정식에 벌칙함수를 도입하여 비압축성 조건을 만족시켜 해를 얻었으며, membrane approximation을 도입한 알고리듬의 경우에는 두께 방향의 응력을 무시하여 구성한 방정식으로부터 해를 얻었다. 구성방정식은 2nd Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Cauchy-Green 변형 텐서를 사용하여 표현하였고 수지의 물질 모델식으로는 2항의 Mooney-Rivlin 모델을 사용하였으며, total Lagrangian coordinate를 도입하여 지배방정식을 유한요소화함으로써 알고리듬을 구성하였다. 대상계로 선정한 사각평판 수지의 자유 부풀림 거동과 금형이 있는 경우에서의 수지의 부풀림 거동을 3차원 알고리듬과 membrane approximation 알고리듬을 각각 이용하여 분석하였으며 3차원 알고리듬의 경우 clamping 부분의 경계조건을 달리하여 결과를 비교하였다. 금형이 있는 계에 대해서는 slip 경계조건과 no-slip 경계조건을 각각 부여하여 수치모사를 수행, 수지의 변형거동과 응력분포를 비교 분석하였으며, 두께를 달리 한 수지에 대해 두께 방향의 응력을 비교 분석함으로써 membrane approximation 알고리듬의 한계에 대하여 논하였다. 한편 수지 온도 변화에 따른 성형품의 두께 분포의 변화를 살펴보기 위하여 ABS 수지를 대상으로 하여 $137.8^{\circ}C$에서 $171.1^{\circ}C$사이의 온도에서 수행한 인장실험 데이터를 수치모사에 사용하였다. 그 결과 수지의 온도가 높을수록 두께의 표준편차가감소하여 균일한 두께 분포를 얻을 수 있음을 확인하였고 이는 수지의 흐름성이 증가함으로써 나타나는 현상으로 해석할 수 있다.

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충격을 받는 세라믹돔의 기하형상에 따른 파괴해석 (A Fracture Analysis on the Ceramic Dome with Different Geometry under Impact)

  • 권순국;이영신;김재훈;이정희;윤수진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.706-710
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    • 2008
  • The experiment of dome port cover under shock impact is performed with shock tube. The dome port cover blocked intake air duct up from the solid propellant during air breathing vehicle speed reach Mach 2.0. When the air breathing vehicle reach Mach 2.0, the inlet cover is removed and the dome port cover is broken to pieces by detonator or pressure of inlet air. Thus the dome port cover not only must stand the pressure of combustion chamber but also easy to break from the RAM pressure. In this study, a fracture evaluation on the $Al_2O_3$ ceramic spherical dome and circular plate port under impact has been presented. Ceramic were supported by the rigid body and a couple of O-ring. The Mooney-Rivlin model have been used to describe behaviors of both O-ring. And spherical dome and circular plate fracture results of the LS-DYNA code using Johnson-Holmquist(JH-2) constitutive equation was compared.

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해상풍속측정용 마스트의 충격해석에 관한 연구

  • 이강수;김만응;손충렬
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.108-108
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 바지선에 의해 발생하는 해상풍속측정용 마스트 구조물의 충격손상을 최소화 시키기 위한 것이다. 마스트와 바지선 사이의 충격은 보통 복잡한 형태로 이루어진다. 충격해석은 상용유한요소해석 프로그램인 ANSYS LS-Dyna를 통하여 분석하였다. 바지선속을 변화시켜 다양한 상태의 하중케이스를 고려하였고 충격방지고무의 비선형성을 고려한 시간이력해석을 수행하였으며 변형률 에너지, 전체 변형량, 플라스틱 변형률, 내부충격에너지, 영구손상된 변형량 등을 검토하였다. 해상상태조건인 해양파의 운동과 바지선의 상하방향 운동을 무시하는 것으로 가정하였다. 충격속도에 변화에 따른 영구변형을 확인한 후 자연고무, 복합고무, 네오프렌 등의 고무시험 물성치로부터 구한 Mooney-Rivlin 상수를 적용하여 적절한 충격방지고무의 두께를 제안하였다. 본 연구를 통하여 구조물의 두께와 충격방지고무의 두께비에 대한 경향을 파악할 수 있으며 구조물의 설계에 적용할 수 있게 된다. 추후 해상조건을 고려한 연구를 수행해야 할 것이다.

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자동차용 횔베어링의 기동토크와 밀봉성을 고려한 립 씰의 형상 설계에 관한 연구 (Study on Geometry Design of Lip-Seal for Automobile Wheel Bearing Considering Drag Torque and Sealing Performance)

  • 허영민;이광오;심태양;강성수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.10-16
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    • 2007
  • A rubber seal for wheel bearing which has been mainly applied to car wheel supporting device is required to have both high sealing performance and drag torque. Because of severe operational conditions like infiltration of mud or splashed water, the importance of rubber seal which is aimed for leakage prevention of grease and effective blocking of foreign substances has been increasing continuously. The sealing performance of this seal depends on several factors such as materials of seal, friction conditions of contact regions and geometry of seals and so on. We have focused on the effects of geometric characteristics such as the angle of main lip, interference between lip edge and inner metallic ring. In this study, the optimization of geometric variables was performed using the finite element analysis. For the sake of finite element analysis, uniaxial tensile tests were conducted and several constants for Mooney-Rivlin's equation were obtained. According to the results of this study, mock-up bearing was made. To verify this study, drag torque and mud spray test were preformed.