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유선 가시화를 이용한 FEM과 실험에 의한 진동판에 대한 개선된 진동 벡터 인텐시티장 (Improved Vibration Vector Intensity Field for FEM and Experimental Vibrating Plate Using Streamlines Visualization)

  • 누룰 파와지;정재은;오재응
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권8호
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    • pp.777-783
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    • 2012
  • 진동 인텐시티는 진동시스템에서 진동원의 위치를 찾는데 사용되어 왔다. 벡터 표현법 사용에 의해 파워흐름의 원인과 진동에너지 전달경로가 밝혀질 수 있다. 그러나, 판과 같은 구조물의 넓은 면적으로 인해 벡터 가시화를 사용하여 명확한 전달경로를 알아낼 수 없었다. 실험적으로 큰 면적의 물체에서는 측정점의 수가 늘어나게 된다. 이것은 측정에 많은 시간이 요구된다. 이번 연구에서는 FEM과 실험에 의한 모든 면에서 파워흐름 전달경로를 분명하게 가리키기 위해 유선 표현법이 사용되었다. 진동 인텐시티 전달경로를 분명하게 향상시키기 위해 실험과 FEM으로부터의 유선 표현을 비교하였다. 또한 FEM과 실험의 개선된 전달경로 가시화를 기존의 벡터표현과 비교하였다. 이 유선 가시화는 큰 표면을 갖는 판과 같은 구조물에 대해 진동원과 상세한 에너지 전달경로를 확인하는데 유용하다. 그 뿐만 아니라, 이 가시화 방법은 실험과 FEM 해석에 대해 많은 측정점을 필요로 하지 않는다.

FEM을 이용한 Micromachining용 Tool 및 Tool holder의 변형해석 (Deformation analysis of Tool and Tool holder for Micromachining by FEM)

  • 민경탁;장호수
    • 한국기계가공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.87-92
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    • 2010
  • Micromachining technology using a ultra-precision micromachining system is widely applied in the fields of optics, biotechnology and analytical chemistry, etc. specially in microfabrication of fresnel lens, light guide panels of TFT-LED and PDP ribs with micro-patterns, machining errors have an effect on the performance of those products. The deflection of tool and tool holder is known to be one of the very important factors that is due to machining errors in micromachining. The deflections of diamond tool and tool holder used in micro-grooving are analysed by FEM. We analysed by FEM. With an linearity valuation of FEM, deflection of tool and tool holder is calculated by using the data of cutting force which is acquired from micro-V groove machining experiments in micromachining system.

Structural identification of Humber Bridge for performance prognosis

  • Rahbari, R.;Niu, J.;Brownjohn, J.M.W.;Koo, K.Y.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제15권3호
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    • pp.665-682
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    • 2015
  • Structural identification or St-Id is 'the parametric correlation of structural response characteristics predicted by a mathematical model with analogous characteristics derived from experimental measurements'. This paper describes a St-Id exercise on Humber Bridge that adopted a novel two-stage approach to first calibrate and then validate a mathematical model. This model was then used to predict effects of wind and temperature loads on global static deformation that would be practically impossible to observe. The first stage of the process was an ambient vibration survey in 2008 that used operational modal analysis to estimate a set of modes classified as vertical, torsional or lateral. In the more recent second stage a finite element model (FEM) was developed with an appropriate level of refinement to provide a corresponding set of modal properties. A series of manual adjustments to modal parameters such as cable tension and bearing stiffness resulted in a FEM that produced excellent correspondence for vertical and torsional modes, along with correspondence for the lower frequency lateral modes. In the third stage traffic, wind and temperature data along with deformation measurements from a sparse structural health monitoring system installed in 2011 were compared with equivalent predictions from the partially validated FEM. The match of static response between FEM and SHM data proved good enough for the FEM to be used to predict the un-measurable global deformed shape of the bridge due to vehicle and temperature effects but the FEM had limited capability to reproduce static effects of wind. In addition the FEM was used to show internal forces due to a heavy vehicle to to estimate the worst-case bearing movements under extreme combinations of wind, traffic and temperature loads. The paper shows that in this case, but with limitations, such a two-stage FEM calibration/validation process can be an effective tool for performance prognosis.

FEM해석을 통한 콘크리트내 수분침투 및 확산 예측 (Prediction of Water Penetration and Diffusion in Concrete Through FEM Analysis)

  • 유조형;이한승
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2010년도 춘계 학술논문 발표대회 1부
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    • pp.87-88
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    • 2010
  • A permeability of concrete is a very important factors evaluating durability. So, we are carrying out a lot of relational data bases and experiment regarding a permeability. In order to evaluate a permeability of concrete, we are proceeding study on the water penetration and diffusion in concrete by water pressure. Because a way to evaluate a permeability of concrete has a limit. We will present a good method of evaluating durability of concrete using the water penetration depth of concrete by water pressure. To carry this out, we executed experiment with penetration depth of concrete by water pressure and verified it though FEM analysis.

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지반보의 응력-변형률 거동에 대한 해석법 비교 (Comparison of Two Methods for Analyzing Stress-Strain Behavior of Soil Beam)

  • 이승현;한진태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.294-302
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    • 2018
  • 간극수압을 받는 지반보의 응력-변형률 거동 분석을 위해 해석해와 유한요소해석결과를 정량적으로 상호 비교해 보았다. 유한요소해석을 통해 얻은 수평응력은 해석해에 의한 결과와는 달리 지반보의 수평축에 대하여 대칭성을 보이지 않았으나 요소의 개수가 증가함에 따라 대칭에 가까운 형태를 보였다. 해석해에 의한 수평응력을 유한요소의 가우스점에 대하여 얻은 수평응력과 비교해 볼 때 3개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해에 의한 최대 인장응력값의 6% 였고 압축응력의 값은 해석해에 의한 최대값의 37% 였다. 6개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 61% 였고 압축응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 83% 였다. 지반보 내에 발생되는 연직응력은 해석해에 의할 경우 보의 깊이에 따라 연속적인 분포양상을 보인다. 유한요소해석에 의한 연직응력은 유한요소를 구성하는 요소에 따라 이산적인 분포를 보이는데 요소내의 4개의 가우스점에 대하여 얻은 평균 연직응력은 지반보에 작용하는 간극수압의 크기에 가까운 값을 보였다. 지반보의 중앙 근처에서의 연직변위량을 비교해 볼 때 3개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 35% 였으며 6개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 57% 였다.

단결정 압축 변형 거동의 변형구배 결정소성 유한요소해석 (Strain Gradient Crystal Plasticity Finite Element Modeling for the Compression Behaviors of Single Crystals)

  • 정재호;조경목;최윤석
    • 한국재료학회지
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    • 제27권12호
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    • pp.679-687
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    • 2017
  • A strain-gradient crystal plasticity finite element method(SGCP-FEM) was utilized to simulate the compressive deformation behaviors of single-slip, (111)[$10{\bar{1}}$], oriented FCC single-crystal micro-pillars with two different slip-plane inclination angles, $36.3^{\circ}$ and $48.7^{\circ}$, and the simulation results were compared with those from conventional crystal plasticity finite element method(CP-FEM) simulations. For the low slip-plane inclination angle, a macroscopic diagonal shear band formed along the primary slip direction in both the CP- and SGCP-FEM simulations. However, this shear deformation was limited in the SGCP-FEM, mainly due to the increased slip resistance caused by local strain gradients, which also resulted in strain hardening in the simulated flow curves. The development of a secondly active slip system was altered in the SGCP-FEM, compared to the CP-FEM, for the low slip-plane inclination angle. The shear deformation controlled by the SGCP-FEM reduced the overall crystal rotation of the micro-pillar and limited the evolution of the primary slip system, even at 10 % compression.

s-FEM 을 이용한 햅틱 시뮬레이션 (Haptic Simulation with s-FEM)

  • 전성기;조맹효
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.780-785
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    • 2007
  • Accurate and fast haptic simulations of deformable objects are desired in many applications such as medical virtual reality. In haptic interactions with a coarse model, the number of nodes near the haptic interaction region is too few to generate detailed deformation. Thus, local refinement techniques need to be developed. Many approaches have employed purely geometric subdivision schemes, but they are not proper in describing the deformation behavior of deformable objects. This paper presents a continuum mechanics-based finite element adaptive method to perform haptic interaction with a deformable object. This method superimposes a local fine mesh upon a global coarse model, which consists of the entire deformable object. The local mesh and the global mesh are coupled by the s-version finite element method (s-FEM), which is generally used to enhance accurate solutions near the target points even more. The s-FEM can demonstrate a reliable deformation to users in real-time.

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s-FEM을 이용한 변형체 햅틱 시뮬레이션 (Haptic Simulation for Deformable Object with s-FEM)

  • 전성기;최진복;조맹효
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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    • pp.373-380
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    • 2006
  • Accurate and fast haptic simulations of deformable objects are desired in many applications such as medical virtual reality. In haptic interactions with a coarse model, the number of nodes near the haptic interaction region is too few to generate detailed deformation. Thus, local refinement techniques need to be developed. Many approaches have employed purely geometric subdivision schemes, but they are not proper in describing the deformation behavior of deformable objects. This paper presents a continuum mechanics-based finite element adaptive method to perform haptic interaction 'with a deformable object. This method superimposes a local fine mesh upon a global coarse model, which consists of the entire deformable object. The local mesh and the global mesh are coupled by the s-version finite element method (s-FEM), which is generally used to enhance accurate solutions near the target points even more. The s-FEM can demonstrate a reliable deformation to users in real-time.

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FEM에 의한 CRALL재의 노치강도 해석(I) (Notched Strength Analysis of CRALL Materials by FEM (I))

  • 윤한기
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권2호통권32호
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    • pp.41-50
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    • 1999
  • As for the properties on both the aluminum and the CFRP which are used to make A17075/CFRP multi-layered hybrid composites, CRALL(carbon reinforced aluminum laminate). In the CRALL specimen for rule of mixture, we were analyzed notched strength by finite element method. The results obtained from FEM analysis are as follows; In the unnotch CRALL specimen, the stresses CFRP, epoxy, Al 7075 obtained by finite element method strength solution for A/C0001, when strain is 0.28%, are 1400MPa, 38MPa, 411MPa. respectively and for A/C9991, when strain 0.48%, are 392MPa, 26MPa and 321Mpa, respectively. the solpe of the stress-strain curve by FEM increases in keeping with the hole size and the yield strain decrease to 36% and 55% for A/C9993 and A/C9991 respectively.

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캡슐형 슬러리 PCM을 혼입한 매스콘크리트의 수화열 평가 및 온도균열 FEM 해석에 관한 연구 (Evaluation of Hydration Heat of Mass Concrete with Capsulated Slurry PCM and FEM Study for Analyzing Thermal Crack)

  • 박창건;김보현;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.379-388
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 실험 및 FEM 해석을 통해 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 매스콘크리트의 수화열 및 온도균열 평가하는 것이다. 자재, 시멘트 혼입, 콘크리트 혼입 단계에서의 수화열 평가 실험을 진행하였으며, FEM 해석을 위해 압축강도시험을 실시하였다. 실험 결과를 토대로 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 콘크리트의 발열함수계수를 FEM 역해석에 의해 도출하였으며, 도출된 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트 FEM 해석에 적용하였다. PCM 소재 단계 실험을 통해 $31^{\circ}C$ PCM이 과냉각 현상 없이 흡열, 발열 특성이 정상적으로 나타나는 것을 확인하였다. PCM의 시멘트 혼입 단계에서는 PCM 1g당 34.61J 만큼의 수화열을 흡열하는 것으로 나타났으며, 콘크리트 혼입 단계에서는PCM 혼입율이 증가함에 따라 최고수화온도 도달시간은 지연되고, PCM 6% 혼입 시 수화열 저감성능이 가장 높게 나타났다. 실험결과를 토대로 역해석을 실시한 결과, PCM 혼입율이 증가함에 따라 반응속도계수는 낮게 도출되었으나, 최고온도계수는 6%에서 최소로 나타나고, 초과할 경우 오히려 증가하는 것으로 해석되었다. 역해석을 통해 도출한 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트의 수화열 해석에 적용한 결과, PCM 1% 혼입 당 온도균열 지수가 0.05 증가하는 것으로 나타났다.