An upper-bound elemental technique (UBET) analysis is carried out to improve the material flow and to reduce the load of bearing-race forming process. The UBET analysis, which adapts the advantages of stream function and finite element method, is useful for predicting the profile of complex geometric bound- ary. From the UBET analysis, the forming load, the velocity distribution and the stream line of the deformed billet are determined by minimizing the total power consumption with respect to chosen parameters. The results of present UBET analysis are better than those of previous UBET analysis. Experiments have been carried out with model material plasticine billets at room temperature. The theoretical predictions for forming load and flow pattern(stream line) are in good agreement with the experimental results.
대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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pp.151-155
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2002
In GMA(Gas Metal Arc)Welding, the weld size that is a locally melted area of a workpiece is one of the most important considerations in determining the strength of a welded structure. Variations in the weld power and the welding heat flux may affect the weld pool formation and ultimately the size of the weld. Therefore, an accurate prediction of the weld size requires a precise analysis of the weld thermal cycle. In this study, a model which can estimate the weld bead geometry and a method for thermal analysis, including the model, are suggested. In order to analyze the weld bead geometry, a mathematical model was developed with transformed coordinates to apply to the horizontal fillet joints. A heat flow analysis was performed with a two dimensional finite element model that was adopted for computing the base metal melting zone. The reliability of the proposed model and the thermal analysis was evaluated through experiments, and the results showed that the proposed model was very effective for predicting the weld bead shape and good correspondence in melting zone of the base metal.
As the size of ships increases, the size and output power of their thrusters also increase. When a large ship berths or unberths, the jet flow produced from its thruster has an adverse effect on the stability of quay walls. In this study, we conducted a numerical analysis to examine the impact of the thruster jet flow of a 30,000 TEU container ship, which is expected to be built in the near future, on the stability of a quay wall. In the numerical simulation, we used the fluid-structure interaction analysis technique of LS-DYNA, which is calculated by the overlapping capability using an arbitrary Lagrangian Eulerian formulation and Euler-Lagrange coupling algorithm with an explicit finite element method. As the ship approached the quay wall and the vertical position of the thruster approached the mound of the quay wall, the jet flow directly affected the foot-protection blocks and armor stones. The movement and separation of the foot-protection blocks and armor stones were confirmed in the area affected directly by the thruster jet flow of the container ship. Therefore, the thruster jet flows of ultra-large ships must be considered when planning and designing ports. In addition, the stability of existing port structures must be evaluated.
The microaccelerometer using a tunnelling current effect concept has the potential of high performance, although it requires slightly complex signal-processing circuit for servo-system. The paddle of micro accelerometer is pulled to have the gap width of about 2nm which almost allows the flow tunnelling current. This paper demonstrates at capacitor of microaccelerometer the use of the coupled thermo-electric analysis for voltage, current, heat flux and Joule heating then tunnelling current flows. Two electrodes are applied to the microaccelerometer producing a unform difference of temperature gradient and electric potential between the paddle and the substrate.
Linear motor has a lot of advantages in comparison with conventional feed mechanisms: high velocity, high acceleration, good positioning accuracy and a long lifetime. An important disadvantage of linear motor is its high power loss and heating up of motor and neighboring machine components in operation. For the application of the linear motors to precision machine tools an effective cooling method and thermal optimizing measures are required. In this paper Finite-Element-Method for the thermal behavior of synchronous linear motor is introduced, which is useful for the design and manufacturing of linear motors. By modeling the linear motor the orthotropic physical properties of the sheet metal and windings were considered and convective coefficient in the water cooler and to the surroundings was defined by analytical and experimental method. The calculated isothermal lines could analyze the heat flow in the linear motor.
Niroumand, Hamed;Mehrizi, Mohammad Emad Mahmoudi;Saaly, Maryam
Geomechanics and Engineering
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제11권1호
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pp.1-39
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2016
The finite element method (FEM), discrete element method (DEM), and Discontinuous deformation analysis (DDA) are among the standard numerical techniques applied in computational geo-mechanics. However, in some cases there no possibility for modelling by traditional finite analytical techniques or other mesh-based techniques. The solution presented in the current study as a completely Lagrangian and mesh-free technique is smoothed particle hydrodynamics (SPH). This method was basically applied for simulation of fluid flow by dividing the fluid into several particles. However, several researchers attempted to simulate soil-water interaction, landslides, and failure of soil by SPH method. In fact, this method is able to deal with behavior and interaction of different states of materials (liquid and solid) and multiphase soil models and their large deformations. Soil indicates different behaviors when interacting with water, structure, instrumentations, or different layers. Thus, study into these interactions using the mesh based grids has been facilitated by mesh-less SPH technique in this work. It has been revealed that the fast development, computational sophistication, and emerge of mesh-less particle modeling techniques offer solutions for problems which are not modeled by the traditional mesh-based techniques. Also it has been found that the smoothed particle hydrodynamic provides advanced techniques for simulation of soil materials as compared to the current traditional numerical methods. Besides, findings indicate that the advantages of applying this method are its high power, simplicity of concept, relative simplicity in combination of modern physics, and particularly its potential in study of large deformations and failures.
This study is for the development of tie rod end, a parts of steering system, that would be changed with plastic material. The position of weld line is founded by the analysis of Mold Flow, computer software with FEM(Finite Element Method). Then new mold is designed by consideration with the locations of weld line. PA66(G/F 35%), PA6(G/F 45%), PET(G/F 45%) and PET(G/F 55%) are tested two types loading conditions for selecting suitable material, the requirement tensile load(more 19600N). PA6(G/F 45%) showed high mechanical properties in this study. And then, tensile strength was compared between conventional metal products and the injection molded products which were reinforced with 33%, 34%, 45%. 60% of glass fiber in matrix material. In the case of, the measured two types of tensile load values are 24500N (Method-1), 21560N (Method-2) and weight is decreased by 50% of conventional one.
본 논문에서는 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 고주파수를 가지는 파워흐름 문제에 대하여 연속체 기반 형상 최적 설계를 수행하였다. 아이소-지오메트릭 기법을 형상 최적설계에 적용하면, CAD 기하 모델링에서 쓰이던 NURBS 기저 함수가 직접 쓸 수 있기에 정확한 기하학 정보가 수치계산에서 고려되고, 이에 따라 형상 최적설계 관점에서 볼 때, 전통적인 유한요소법에 비해 향상되고 부드러운 설계 섭동량을 가지는 설계 매개화가 가능하게 된다. 즉, 정확한 기하 모델이 응답 해석과 설계민감도 해석에 쓰이게 되고, 이에 따라 설계영역 전체에서 법선 벡터와 곡률이 연속적으로 되게 된다. 결과적으로 정밀한 민감도 해석이 가능하게 된다. 몇 가지 수치예제를 통하여 개발된 아이소-지오메트릭 설계민감도가 유한차분 설계민감도와 비교하여 정확성을 확인할 수 있었으며, 형상 최적설계 문제를 통해서 본 방법론을 적용하여 검증하였다.
The plate-type fuel assembly adopted in nuclear research reactor suffers from complicated effect induced by non-uniform irradiation, which might affect its stress conditions, mechanical behavior and thermal-hydraulic performance. A reliable numerical method is of great importance to reveal the complex evolution of mechanical deformation, flow redistribution and temperature field for the plate-type fuel assembly under non-uniform irradiation. This paper is the first part of a two-part study developing the numerical methodology for the thermal-fluid-structure coupling behaviors of plate-type fuel assembly under irradiation. In this paper, the thermal-fluid-structure coupling methodology has been developed for plate-type fuel assembly under non-uniform irradiation condition by exchanging thermal-hydraulic and mechanical deformation parameters between Finite Element Model (FEM) software and Computational Fluid Dynamic (CFD) software with Mesh-based parallel Code Coupling Interface (MpCCI), which has been validated with experimental results. Based on the established methodology, the effects of non-uniform irradiation and fluid were discussed, which demonstrated that the maximum mechanical deformation with irradiation was dozens of times larger than that without irradiation and the hydraulic load on fuel plates due to differential pressure played a dominant role in the mechanical deformation.
The interior vehicle noise due to the exterior aerodynamic field is an important topic in the acoustic design of a car. The air flow detached from the A-pillar and impacting the side windows are of particular interest as they are located close to the driver / passenger and provides a lower insulation index than the trimmed car body parts. This paper presents a numerical analysis method for a simplified vehicle model. The internal air cavity including trim component are included in the simulation. The car body includes the windshield and two side windows. The body is made of aluminum and trimmed with porous layers. The methodology proposed in this paper relies on two steps: the first step involves the computation of the exterior flow and turbulence induced non-linear acoustic field using PowerFlow. The second step consists in the computation of the vibro-acoustic transmission through the window using the finite element vibro-acoustic solver Actran. Additionally in order to validate the numerical process, an experimental set-up has been created based on the simplified vehicle. The vibration of the windshield and windows, the total wind noise level results and the relative contributions of the different windows are then presented and compared to measurements. The influence of the flow yaw angle (different wind orientation) is also assessed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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