3차원 유한요소법은 구조물에 존재하는 표면균열과 내재균열들의 응력확대계수를 구하는데 이용되어 진다. 기하모델, 즉 솔리드모델은 3차원 균열들을 포함하고 있다. 국부적인 절점밀도가 선택되어 지면 자동적으로 기하모델 영역에 중첩되어 지며 절점은 버블패깅 방법에 의해 생성되어지고 10절점 사변형 솔리드요소는 데라우니 삼각화 기술에 의해 생성하였다. 시스템의 정확도와 효용성을 체크하기 위해 인장하중을 받는 평판에 하나의 균열이 존재하는 경우의 응력확대계수를 구해 Raju-Newnam식과 비교하여 5%이내의 차이를 보였다. 또한, 인장하중을 받는 평판에 두개 균열이 존재하는 경우의 해석을 통해 상호 간섭 효과를 분석하였다.
레이저 충격 피닝 처리 시 레이저 광원으로부터 금속표면에 조사되는 레이저 빔 형상은 다양하다. 레이저 형상은 표면에서 발생하는 압력파의 특성을 결정하기 때문에 금속 표면과 깊이 방향에 대한 잔류응력 분포에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 레이저 충격 피닝 처리시 레이저 광원 형상이 인코넬 alloy 600 합금의 잔류응력에 미치는 영향을 분석하였다. 레이저 광원 형상은 원형, 사각형, 타원형 형상이 고려되었으며, 표면과 깊이 방향에 대한 압축잔류응력 특성을 비교하였다. 표면에서 생성되는 압축잔류응력은 원형 레이저 형상이 최대이지만 중심부에서 인장응력이 발생하고, 깊이 방향에서는 타원형 레이저 형상이 최대 압축잔류응력을 생성한다. 소성변형 발생 깊이는 사각형에 비해 원형과 타원형이 양호하다.
화이버로 보강된 복합재료는 비강성과 강도가 높을 뿐만 아니라 경량화를 위한 작업이 가능한 재료로써, 항공, 선박 그리고 토목분야와 같은 많은 산업분야에서 계속적으로 사용이 증대되고 있다. 본 연구는 전단변형을 고려한 타원단면을 갖는 복합적 층 구조물의 좌굴하중 및 모드형상을 분석하였다. 좌굴해석을 수행하기 위해, 면내회전자유도를 갖는 평면응력 요소와 휨 요소를 결합하여 무결점 4절점 쉘요소를 작성하였다. 이때 추가변형률과 대체전단변형률을 도입함으로써 요소의 거동을 개선하였다. 해석모델에 대해 쉘의 기하학적 형상, 종횡비, 화이버 보강각도, 그리고 적층배열에 따른 영향을 고찰하였다. 본 연구에서 제시한 타원단면을 갖는 적층관의 임계좌굴하중과 모드형상은 여러 가지 설계변수에 의한 거동에 대한 정확한 이해로부터 효율적인 설계방향을 제시하고자 하였으며, 추후 적층관의 좌굴해석시 좋은 참고자료로 활용할 수 있으리라 기대된다.
This paper describes the effect of impact configurations on a single robot manipulator. The effect of different configurations of kinematically redundant arms on impact forces at their end effectors during contact with the environment is investigated. Instead of the well-known impact ellipsoid, I propose an analytic method on the geometric configuration of the impact directly from the mathematical definition. By calculating the length along the specified motion direction and volume of the geometry, we can determine the characteristics of robot configurations in terms of both the impact along the specified direction and the ability of the robot withstanding the impact. Simulations of various impact configurations are discussed at the end of this paper.
This present paper describes a mathematical model of profile elliptical gears, and this model is based on the concepts of envelop theory and conjugate geometry between the blank and the straight-sided rack cutter. The geometric model of the rack cutter includes working regions generating involute curves andd fillets for trocoidal curves, and furthermore the addendum modified coeff,is considered for avoiding undercutting. The addendum modified coeff, is changed linearly along with pitch curves and must be the must be the same absolute value at both major semi-axis and minor semi-axis. If undercutting is at all pronounced, the undercut tooth not only are weakened in strength, but lose a small portion of the involute adjacent to the base circle, then this loss of involute may ncause a serios reduction in the length of contact. A very effective method of avoiding undercutting is to use the so-called profile shifted gearing. Non-undercutting conditon is examined with the change of eccentricity and addendum modefied coeff. in elliptical gears and then the minimum number of tooth is proposed not to gernerate undercutting phenomenon.
Friction Pendulum isolators are tools developed in the past few decades. The simplest form of these isolators, are FPS whose main disadvantages are having a constant frequency independent of the frequency of the structure. For this reason, researchers have invented VFPI isolator whose frequency is variable and depends on displacement. Another friction pendulum isolator is DCFP isolator which is a combination of two FPS isolators. In this article, first by changing the geometry of DCFP isolator plates from spherical to elliptical, the motion and frequency equations of DVFPI isolators are defined, and then the seismic behavior of DVFPI isolators are analyzed in various geometric and plate friction settings using motion equations, and confirmed using ABAQUS software. The most important results of this study are that the hysteresis behavior of DVFPI isolators are severely nonlinear, its curve follows two distinct curvatures, and that the restoring force is faced with softening mechanism that limits the seismic force transmitted to the structure, whereas the restoring force in DCFP isolators increases linearly with increasing displacement.
본 논문에서는 폴리머 립 광도파로에 적합한 모드 모양 변환기를 제안했다. 제안된 모드 모양 변환기는 이중 립 구조를 갖고 광섬유의 큰 원형 단일모드를 일반적인 립 광도파로의 작은 타원형 단일모드로 변화 시켰다. 또한 제안된 모드 모양 변환기는 폴리머 매질을 기반으로 하는 광도파로 소자 제작 공정에 매우 적합하다. 3차원 BPM을 통해 모드 볼일치에 의한 결합 손실이 0.079 dB/facet이고 모드 모양 변환기에 의한 전체 손실이 0.2 dB 미만임을 보였다.
This paper is a study on a linear ultrasonic motor with a first longitudinal$(L_1)$ and fourth bending $(B_4)$ double-mode rectangular plate. The stator vibrator is composed of an elastic material plate and of a piezo-ceramic element having a motion by electrical excitation. Each strain vector differs by $90^{\circ}$ generate travelling wave with the elliptical displacement motion of a point on the surface. To magnify displacement of longitudinal direction in elliptical displacement motion, the motor has a mechanism of the.displacement enlargement. In this paper, the vibration shape of the stator is simulated using the finite element method. A detailed model considered of the piezoelectric effect and of the exact geometry of the stator is used to calculate the displacement. The position of displacement mechanism is decided by the maximum displacement.
본 연구에서는 원형 노즐과 타원형 노즐을 이용하여 공동현상과 수력튀김 현상이 유동특성에 어떠한 영향을 미치는지 파악하고자 하였다. 이를 위해 오리피스 길이 대 직경비(L/d)와 타원형 노즐의 종횡비(a/b)가 서로 다른 분사기들을 제작하여 분무실험을 수행하였다. 분사압력 증가에 따라 공동현상이 발생할 경우 유량계수가 서서히 감소하였으나 수력튀김 영역에서는 유량계수가 급격히 떨어진 후 일정한 값을 유지함을 확인하였다. 하지만 타원형 노즐에서 장축지름(a)과 단축지름(b) 대비 오리피스 길이의 비인 L/b가 8 이상, L/a가 8 이하인 경우, 유량계수 및 액체제트 형상은 기존의 원형 노즐과는 상당히 다른 결과를 나타내었다. 정상유동 상태인 경우 타원형 노즐에서 분사된 액주는 원형 노즐과는 달리 하류로 가면서 장축에서는 분무각이 감소하였으며 단축에서는 분무각이 커지는 모습을 보였다.
본 연구는 타원형 노즐과 원형 노즐 내부에서 발생되는 cavitation의 발생 및 성장을 실험적으로 관찰하였다. 원형 노즐과 타원형 노즐의 cavitation 특성을 가시화 하기위해 투명한 아크릴로 노즐을 제작하였다. 실험에 사용된 노즐들은 같은 단면적으로 제작되었으며, 타원형 노즐의 경우 형상비(a/b)를 다르게 하였다. 분사압력의 증가에 따라 노즐내부 유동은 no cavitation, cavitation, hydraulic flip 영역으로 나뉘어졌다. 노즐의 형상에 상관없이 no cavitation과 cavitation 영역에서는 분사압력의 증가에 따라 유량은 증가하며, 유출계수는 감소하는 경향을 나타냈다. 그러나 hydraulic flip 영역에서의 유량계수는 일정한 값을 나타냈다. 타원형 노즐은 원형 노즐에 비해 높은 cavitation number에서 cavitation이 성장, 발달하였다. 특히 타원형 노즐에서는 장축의 cavitation length가 단축보다 길게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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