• 제목/요약/키워드: contact element

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유한요소법을 이용한 혼합구조 접합부의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of the Connections with Reinforced Concrete Column and Steel Beam using Finite Element Method)

  • 홍성헌;류천;이리형
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.363-370
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    • 1999
  • 본 연구에서는 철근콘크리트기둥과 철골보로 이루어진 혼합구조 접합부의 해석에 대한 유한 유소법을 이용한 해석 모델 방법을 제시하였다. 혼합구조 접합부에서 콘크리트와 강판이 접하는 접촉면은 두 접촉면 사이를 부착과 마찰의 개념으로 표현할 수 있는 주-종속 접촉 알고리즘(master-slave contact algorithm)을 이용하여 모델링하였다. 그리고, 휨응력의 지배를 받는 강관에는 비적합 모드 요소를 사용하였다. 본 연구에서의 혼합구조 특징은 보에서 기둥으로 힘의 전달을 원활히 하기 위하여 다이아프램이 사용되었고, 이러한 혼합구조 접합부 모델링 방법에 대한 타당성을 알아보기 위하여 3차원 비선형 해석을 행하여 실험결과와 비교한 결과 잘 일치하는 결과를 얻었다.

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유한요소법을 이용한 등속 조인트 고무 부트의 변형해석 및 설계변경에의 응용 (Stress Analysis of C.V. Joint Rubber Boots by Finite Element Method and Application to Design Modification)

  • 김세호;이형욱;허훈;이종화;오승탁
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.123-137
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    • 1998
  • The finite deformation with self contact problem of C. V. joint boots is analysed by using the implicit finite element code ABAQUS/Standard. It is shown that analysis results have a good agreement with experimental ones to the degree of maximum rotation angle. As an application of design modification, the effects of thickness change of the rounded part of boot model on the bending and the contact situation of deformed geometry are investigated. In this paper, the effect of the design modification in the end on the leakage is examined using 2-D finite element simulation. To solve the leakage problem of grease, the length of the small end is enlarged. From this study, it is confirmed that we can save the cost and time by applying FEM techniques to analyze and design the boot model.

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타이어의 복합 이차원 유한 요소 모델 (Hybrid Two-Dimensional Finite Element Model of Tires)

  • 김용조
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.62-67
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    • 2002
  • It has been shown that the vibrational response of a tire can be represented by a set of decaying waves, each associated with a particular cross-sectional mode shape in the region near the contact patch. Thus, it can be concluded that tires can be effectively modeled as lossy waveguides. It has also been shown that the sound radiation from tires is mainly from the region close to the contact patch. In consequence, it may be computationally efficient to analyze tire vibration and sound radiation in the region close to the contact patch by using a hybrid finite element model in which the cross-section of a tire is approximated by 2-D finite elements while an analytical wave solution is assumed in the circumferential direction of the tire. In this article. a hybrid finite element was formulated based on a composite shell model. The dispersion relations for sample structures obtained by using the hybrid FE model were then compared with those obtained by using a full, three-dimensional FE model. It has been shown that the FE analysis made using the hybrid 2-D finite elements yields results in close agreement with the three-dimensional model.

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반응표면법을 사용한 자동차용 휠 베어링 시일의 형상 최적화 (Shape Optimization of an Automotive Wheel Bearing Seal Using the Response Surface Method)

  • 문형일;임종순;김헌영
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.84-90
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    • 2010
  • This paper presents the shape optimization process for the automotive wheel bearing seal lip using the finite element method and the response surface method. First, to predict performance of the bearing seal lip, we used the non-linear finite element analysis. And then, we compared the analysis results with the test results to verify the finite element model. The objective function in optimizing process was obtained from results of the mud slurry test, which is one of many tests for evaluating performance of wheel bearing. After the mud slurry test for the four models which have the similar cross-sectional shape, we measured the wear area of the seal lip and the moisture content in grease. The objective function has been chosen by comparing the results of mud slurry test and characteristics of seal lip, such as contact force, contact area, contact pressure, and interference. Finally, within limited design parameters, we suggested the optimized shape of seal lip, which is expected to improve the wear and the sealing effect of it.

응착조건의 완전접촉문제 해석: 실험 및 수치해석과 이론해의 비교 (Analysis of a Complete Contact Problem in Bonded Condition: Comparison of Experimental-Numerical Analyses and Theoretical Solutions)

  • 김형규;장재원;이순복
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권6호
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    • pp.583-588
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    • 2015
  • 완전접촉 문제를 이론적으로 해석하기 위해서 점근해법이 많이 사용된다. 점근해로서의 응력장은 특이항 만으로 구성되므로 접촉경계로부터 멀어질수록 정확도가 감소한다. 이에 반해 유한요소해석 방법은 요소크기의 제한으로 인해 완전접촉 문제에서의 응력특이성을 엄밀히 표현할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 이론적 해법을 보조하고 또 그와 비교하기 위해 응착접촉 상태에 있는 완전접촉 문제를 이론적으로 해석한 후, 모아레 실험 및 유한요소해석 방법으로 접촉부 부근의 응력장을 분석하였다. 실험은 알루미늄과 구리 합금을 접촉각 $120^{\circ}$, $135^{\circ}C$로 가공하여 수행하였으며 모아레 무늬로부터 얻은 변위장과 유한요소해석을 수행한 결과와 비교하였다. 이로부터 타당성이 확보된 수치적 방법을 이용하여 실험조건에서의 일반화 응력확대계수와 접촉부 응력장을 구하여 이론 해와 비교하였으며, 접촉경계로부터 멀어질 때 나타나는 이론과 수치 해의 차이를 분석하였다.

유한요소법을 이용한 실린더 라이너의 변형과 응력에 관한 연구 (The use of finite element techniques for the deformation and stress of cylinder liner)

  • 오성환;조원행
    • 오토저널
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    • 제7권1호
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    • pp.55-62
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    • 1985
  • This study modeled in axisymmetric solid elements and analyzed the neighbourhood of the contact surface zone between liner and block in a diesel engine. The results of finite element analysis show that this model is deformed by bolt jointed load and pressure load and that stresses can vary much due to major dimensional changes in the joint area. Guidelines have been developed for selecting fillet radii and for the width of the contact area between liner and block.

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판 스프링의 비선형 동특성 해석 (Finite Element Modeling and Analysis of Nonlinear Dynamic characterisics of Leaf spring)

  • 임홍재;권영일
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.842-846
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    • 1996
  • Leaf springs are widely used as a major suspension component in many commercial vehicles, such as buses, trucks, etc. They have a complex dynamic behavior due to the geometric nonlinear and the contact mechanism between the leaves. The interface conditions between the leaves play a significant role in the global behavior of the comfort and ride of the vehicle system. The paper concentrates on modeling leaf springs and contact frictions between the leaves using a nonlinear finite element approach. A nonlinear load-displacement hysteresis curve for the leaf spring is simulated and its results are compared with test results.

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타이어의 2차원 유한 요소 모델 (2-D Finite Element Model of Tires)

  • Kim, Yong-Joe;J. Stuart Bolton
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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    • pp.314.1-314
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    • 2002
  • It has been shown that the vibrational response of a tire can be represented by a set of decaying waves, each associated with a particular cross-sectional shapes, in the region near the contact patch. Thus, it can be concluded that tires can be effectively modeled as lossy waveguides. It has also been shown that the sound radiation from tires is mainly from the region close to contact patch. (omitted)

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골-임플란트 접촉 양상에 따른 골 변형 연구: 유한요소법적 연구 (Effect of bone-implant contact pattern on bone strain distribution: finite element method study)

  • 유동기;김성균;곽재영;김진흠;허성주
    • 대한치과보철학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.214-221
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    • 2011
  • 연구 목적: 기존 대부분의 유한요소 연구에서는 100%의 골-임플란트 접촉을 가정하여 왔으나 인간사체연구(human retrieval study)에서는 골-임플란트 부착비율이 20-80%라고 보고되었다. 본 연구에서는 비선형 삼차원 유한요소법을 이용하여 실제적인 골-임플란트 접촉을 재현하기 위해 무작위 골접촉 양상을 비교연구하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 컴퓨터단층촬영에서 얻은 영상을 근거로 하여 제작한 골모형에 두 가지 디자인의 임플란트(MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$, Inplant$^{(R)})$를 상악제2소구치에 해당하는 위치에 식립한 모형을 만들었다. 골질은 골형 2로서 Lekholm과 Zarb의 분류를 따랐다. 각 임플란트 디자인마다 두 가지(40%, 70%)의골-임플란트 접촉비율을 가정하였다. 각디자인과 골접촉율마다 5개의 모형을 제작하여 총 40 개의 모형을 만들었다. 이골-임플란트 접촉을 무작위 섞기방식(random shuffle method)으로 하였고 피질골과 해면골을 다 포함하여 골유착을 시킨 군(wholly randomized osseointegration; W)과 피질골과 해면골을 분리하여 골접촉시키기 위해서 각 0.75 mm마다 무작위 골접촉을 시킨 군(segmentally randomized osseointegration; S)을 비교연구하였다. 결과: 골-임플란트 접촉율이나 임플란트 디자인에 상관없이 W군과 S군 간 maximum von Mises strain의 평균에 있어서 유의성 있는 차이가 없었다(P=.939). 골-임플란트 접촉율이40%보다70%가 von Mises strain이 유의하게 낮았다(P=.007). 골-임플란트 접촉율이 40%일때는 Inplant$^{(R)}$과 MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$의 변형율 간에는 유의성 있는 차이가 없었으나(P=.116), 골-임플란트 접촉율이 70%일때 Inplant$^{(R)}$에서는 $4886{\pm}1034\;{\mu}m/m$, MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$에서는 $7134{\pm}1232\;{\mu}m/m$로서 Inplant$^{(R)}$의 von Mises strain이MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$의 것보다 유의하게 낮았다(P<.0001). 결론: 골-임플란트 접촉을 가정함에 있어서 무작위 섞기방식(random shuffle method)을 이용하여 임플란트 전체에 대해서나 피질골과 해면골을 분리하여 무작위 골-임플란트 접촉을 시키든 간에 통계적으로 유의한 차이가 없어서 표본의 크기에 상관없이 둘 다 유효한 방법이라 할 수 있었다.

대변형 탄소성 접촉문제에 관한 연구 (A Study on the Elastic-Plastic Contact Problem for Large Deformation)

  • 전병희;김동원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권7호
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    • pp.1658-1667
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    • 1993
  • In this research, a numerical algorithm has been developed, which can be applied to the large deformation and large displacement contact problems between two deformable bodies. The contact conditions expressed in terms of the rate of angle change have been proposed considering the change in geometric shape and rate of contact force. A set of linear simultaneous equations is constructed by adding the geometric shape change and contact conditions to the original stiffness matrix. A new method to determine time increment has been proposed based on Euler method, in which the condition to prevent the contact bodies from penetrating and overrunning each other has been taken into consideration. Practical application to contact problem is extrusion in which bodies are sliding along the contact boundary.