To reduce automobile parts weight, TWB(tailored welded blank) forming is widely used in panel forming. But products used TWB forming process have many defect, wrinkle, crack and springback. So study of TWB forming process character is very important. In this study one of the current problems of TWB forming was analyzed, especially for the try-out process of inner door panel without frame. A comparison was made between actual measurements and prediction of forming analysis for formability and springback. Also a new analysis die model which have additional plane on die surface was proposed to correct result of forming analysis. This proposed method overcomes the difference for TWB forming result between try-out and analysis.
Efficiency of design process for large scale structures highly depends on the development of efficient structural analysis and structural response control algorithms because a successful design involves a number of structural analysis based on iterative structural response control process. In this paper, distributed structural analysis model on multiple personal computers connected by ethernet network is presented. To reduce communication cost required in the process of analysis, substructuring techniques are adopted to evenly distribute computational loads on each processor. With its applications on structural analysis of plane frame structures, performance of the proposed computational model are presented in detail.
In this study an analysis of the flow characteristics in three types of turbo-fans for a vacuum cleaner was performed by using CFD. The characteristics of three models calculated for various rotating speed for flow rates are obtained and compared with measured data. The mixing plane approach is applied to compute the flow between impeller and diffuser. The results show that the model that is modified to reduce fan noise gives stable flow characteristics in operating range than the original model, with both models show similar performance characteristics at the range of high flow rate. Since in the modified model it takes much longer for an impeller blade to pass a diffuser blade than in the original model, and the peak pressure at BPF can be relieved, it is anticipated that the modified model give much lower noise level with similar performance than the original one, which remains to be verified by unsteady computation and measurements. The good agreement between the predictions and measurement results confirms the validity of this study.
A numerical flow analysis has been performed on the partial admission turbine of KARI turbopump to support the aerodynamic and structural dynamic assessments. The flow-field in a partial admission turbine is essentially three dimensional and unsteady because of a tip clearance and a finite number of nozzles. Therefore the mixing plane method is generally not appropriate. To avoid heavy computational load due to an unsteady three dimensional calculation, a frozen rotor method was implemented in steady calculation. It adopted a rotating frame in the grid block of a rotor blade by adding some source terms in governing equations. Its results were compared with a mixing plane method. The frozen rotor method can detect the variation of flow-field dependent upon the blade's circumferential position relative to the nozzle. It gives a idea of wake loss mechanism starting from the lip of a nozzle. This wake loss was assumed to be one of the most difficult issues in turbine designers. Thus, the frozen rotor approach has proven to be an efficient and robust tool in design of a partial admission turbine.
In this study, a numerical method is developed for nonlinear analysis for soil-pile-structure interaction system in time domain. Finite elements considering material nonlinearity are used for the near field and boundary elements for the far field. In the near field, frame elements are used for modeling a pile and plane-strain elements for surrounding soil and superstructure. In. the far field, boundary element formulation using the dynamic fundamental solution is adopted and coupled with the near field. Transformation of stiffness matrices of boundary elements into time domain is performed by inverse FFT. Stiffness matrices in the near field and far field are coupled. Newmark direct time integration method is applied. Developed soil-pile-structure interaction analysis method is verified with available literature and commercial code. Also, parametric studies by developed numerical method are performed. And seismic response analysis is performed using actual earthquake records.
When the temperature of a structure varies, there is a tendency to produce changes in the shape of the structure. The resulting actions may be of considerable importance in the analysis of the structures having non-prismatic members. Therefore, this study aimed to investigate the modeling, analysis and behavior of the non-prismatic members subjected to temperature changes with the aid of finite element modeling. The fixed-end moments and fixed-end forces of such members due to temperature changes were computed through a comprehensive parametric study. It was demonstrated that the conventional methods using frame elements can lead to significant errors, and the deviations can reach to unacceptable levels for these types of structures. The design formulas and the dimensionless design coefficients were proposed based on a comprehensive parametric study using two-dimensional plane-stress finite element models. The fixed-end actions of the non-prismatic members having parabolic and straight haunches due to temperature changes can be determined using the proposed approach without necessitating a detailed finite element model solution. Additionally, the robust results of the finite element analyses allowed examining the sources and magnitudes of the errors in the conventional analysis.
?(warping)의 효과(効果)가 포함된 원형곡선부재(圓形曲線部材)의 부재강도(部材剛度)매트릭스를 미분방정식(微分方程式)의 해석적(解析的)인 해(解)를 사용(使用)하여 유도(誘導)하고, 원형곡선부재(圓形曲線部材)의 변위법(變位法)에 의(依)한 정적탄성해석방법(靜的彈性解析方法)을 제시(提示)하였다. 예제(例題)를 통하여 얻어진 결과(結果)는 다른 방법(方法)에 의(依)한 해석결과(解析結果)와 잘 일치(一致)하고 있어, 본(本) 논문(論文)의 정당성을 입증하였고 원형곡선부재(圓形曲線部材)로 구성(構成)된 구조물(構造物)을 해석(解析)할 때 곡선좌표계(曲線座標系)를 사용(使用)하므로써, 한 절점에 연결된 양쪽 부재축(部材軸)의 접선(接線)이 일치(一致)한다면, 국부좌표계(局部座標系)로부터 전체좌표계(全體座標系)로의 변환(變換)이 필요(必要)없음을 보였다. 본(本) 논문(論文)에서 유도(誘導)된 이론(理論)은 P.S. 상자형(箱子桁)의 폐단면(閉斷面) 또는 부재평면(部材平面)과 수직(垂直)인 축(軸)에 대하여 대칭인 개단면(開斷面)을 갖는 수평원형곡선부재(水平圓形曲線部材)로 이루어진 구조물(構造物)의 엄밀(嚴密)한 해석(解析)에 적용(適用)할 수 있다.
"Performance-based design (PBD)" is based on designing a structure with choosing a performance target under design criteria to increase the structure's resistance against earthquake effect. The plastic hinge formation is determined as one of the fundamental data in finite elements nonlinear analysis to distinguish the condition of the structure where more significant potential damage could occur. If the number of plastic hinges in the structure is increased, the total horizontal load capability of the structure is increased, also. Theoretically, when the number of plastic hinges of the plane frame structure reaches "the degree of hyperstaticity plus one", the structure will reach the capability of the largest ultimate horizontal load. As the number of plastic hinges to be formed in the structure increases towards the theoretical plastic hinge number (TPHN), the total horizontal load capability of the structure increases, proportionally. In the previous studies of the authors, the features of examining the new performance criteria were revealed and it was formulated as follows "Increase the total number of plastic hinges to be formed in the structure to the number of theoretical plastic hinges as much as possible and keep the structure below its targeted performance with related codes". With this new performance criterion, it has been shown that the total lateral load capability of the building is higher than the total lateral load capability obtained with the traditional PBD method by the FEMA 440 and FEMA 356 design guides. In this study, PBD analysis results of structures with frame carrier systems are presented in the light of the Turkey Building Earthquake Code 2019. As a result of this study, it has been shown that the load capability of the structure in the examples of structures with frame carrier system increases by using this new performance criterion presented, compared to the results of the examination with the traditional PBD method in TBEC 2019.
Hydroforming has attracted a great deal of attention in the manufacturing industries for vehicles and transportation systems. Hydroforming technology contributes to weight reduction, increased strength, improved quality and reduced tooling cost. Hydroformed automotive parts used as structure components in vehichle body frame often have to be structurally joined at some point. Therefore it is useful if the hydroformed automotive parts can be given a localized attachment flange. For a given flange shape, a parting plane for the dies is established relative to which the various surfaces of the flange shape, in cross section, have no significant reverse curvature. In this study, hydroforming process for flange forming was proposed. FE analysis to form flanged circular shape and flanged rectangular shape was preformed with Dynaform 5.5. To accomplish successful hydroforming process design, thorough investigation on proper combination of process parameters such as tool geometry and hydraulic pressure has been performed and optimized. The results show that flanged automotive parts can be successfully produced with tube hydroforming.
An improved finite element modeling technique is proposed for the assessment of load carrying capacity of partially prestressed concrete girder bridges. Based on the finite element method of analysis, shell and frame elements are used to model the slab and girders of the superstructure, respectively. In the modeling of superstructure, the emphasis is placed on the use of rigid link between the middle surface of slab an mid-plane of girder. This paper also includes the comparision of three different equations that are used in the calculation of effective moment of inertia for the partially prestressed concrete girders. Numerical analysis is performed for the unstrengthened and strengthened bridges. The obtained results are compared with those of load test for a prototype bridge. A good agreement is achieved between the numerical solutions by using the proposed method load test results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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