• 제목/요약/키워드: hybrid finite element model

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Tri-Surface 콘크리트 모델을 이용한 수동 구속된 콘크리트의 비선형 해석 (Non-linear Analysis of Passive Confined Concrete Structures using Tri-Survace Concrete Model)

  • 조병완;김장호;김영진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.604-607
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    • 2003
  • Recently, hybrid concrete structures such as a concrete-filled steel tubular(CFT), a steel reinforced concrete(SRC) and a composite material are popular in structure applications. They also have merit of high strength, high ductility, and large energy absorption capacity. But the analysis of hybrid concrete structures is very difficult owing to the complex behavior of concrete under passive confinement. This paper has analyzed CFT, which receives passive confinement using Tri-Surface concrete model for three dimension finite element analysis. By the result of that, the proposed model was properly forecasted a concrete behavior that receives passive restraint as well as non-linear analysis of concrete which receive uniaxial stress and high active confinement of 400Mpa. If the model through the steady study is set up especially on the factor of concrete under passive confinement, the proposed concrete model will be surely useful for analysis of the hybrid concrete structures.

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FFT-FEM을 이용한 자동차용 디스크 브레이크의 열 해석 (Thermal Analysis of Automotive Disc Brake Using FFT-FEM)

  • 최지훈;김도형;이인
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권8호
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    • pp.1253-1260
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    • 2001
  • Transient thermal analysis of a three-dimensional axisymmetric automotive disk brake is presented in this paper. Temperature fields are obtained using a hybrid FFT-FEM scheme that combines Fourier transform techniques and finite element method. The use of a fast Fourier transform algorithm can avoid singularity problems and lead to inexpensive computing time. The transformed problem is solved with finite element scheme for each frequency domain. Inverse transforms are then performed for time domain solution. Numerical examples are presented for validation tests. Comparisons with analytical results show very good agreement. Also, a 3-D simulation, based upon an automotive brake disk model is performed.

유한요소법과 하이브리드형 무한요소법의 결합에 의한 축대칭 변환기의 음향 특성해석(II) ;광대역 배열 변환기의 설계 및 그 음향특성 (Acoustic Characteristics Analysis of the Axi-symmetric Transducer by the combined Finite Element Method and Hybrid Type Infinite Element Method, Part II : Wideband Array Transducer Design and its Acoustic Characteristics)

  • 김천덕;김원호;김대환;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.68-75
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    • 1994
  • 본 논문은 두 편으로 연결된 논문의 둘째편으로 광대역 배열변환기의 설계방법과 설계된 변환기의 음향특성을 제시한다. 아울러 유한요소법과 하이브리드형 무한요소법의 결합기법에 의한 설계된 변환기의 음향특성 결과가 등가회로 해석 기법에 의한 결과보다 양호함을 확인하였다. 따라서 제시된 변환기 해석기법이 광대역 배열 변환기의 설계 및 음향특성 해석에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

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Analytical and higher order finite element hybrid approach for an efficient simulation of ultrasonic guided waves I: 2D-analysis

  • Vivar-Perez, Juan M.;Duczek, Sascha;Gabbert, Ulrich
    • Smart Structures and Systems
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    • 제13권4호
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    • pp.587-614
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    • 2014
  • In recent years the interest in online monitoring of lightweight structures with ultrasonic guided waves is steadily growing. Especially the aircraft industry is a driving force in the development of structural health monitoring (SHM) systems. In order to optimally design SHM systems powerful and efficient numerical simulation tools to predict the behaviour of ultrasonic elastic waves in thin-walled structures are required. It has been shown that in real industrial applications, such as airplane wings or fuselages, conventional linear and quadratic pure displacement finite elements commonly used to model ultrasonic elastic waves quickly reach their limits. The required mesh density, to obtain good quality solutions, results in enormous computational costs when solving the wave propagation problem in the time domain. To resolve this problem different possibilities are available. Analytical methods and higher order finite element method approaches (HO-FEM), like p-FEM, spectral elements, spectral analysis and isogeometric analysis, are among them. Although analytical approaches offer fast and accurate results, they are limited to rather simple geometries. On the other hand, the application of higher order finite element schemes is a computationally demanding task. The drawbacks of both methods can be circumvented if regions of complex geometry are modelled using a HO-FEM approach while the response of the remaining structure is computed utilizing an analytical approach. The objective of the paper is to present an efficient method to couple different HO-FEM schemes with an analytical description of an undisturbed region. Using this hybrid formulation the numerical effort can be drastically reduced. The functionality of the proposed scheme is demonstrated by studying the propagation of ultrasonic guided waves in plates, excited by a piezoelectric patch actuator. The actuator is modelled utilizing higher order coupled field finite elements, whereas the homogenous, isotropic plate is described analytically. The results of this "semi-analytical" approach highlight the opportunities to reduce the numerical effort if closed-form solutions are partially available.

부분 구조 합성법의 고찰 및 유한 요소 모델과 실험 모델과의 합성에 관한 연구 (A Review of Mode Synthesis Techniques and Its Application Between FE and Experimental Model)

  • 최재웅;이상설;박윤식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.799-806
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    • 1989
  • 본 논문에서는 일반적으로 축방향 변위에 대한 모우드만을 가지고 있는 경우의 합성을 위해 축방향 변위 모우드의 커브-피팅을 이용하여 기울기 정보를 얻고 모델링된 요소의 연결부에 부여함으로써, 변위 정보만을 사용하는 방법보다 좀 더 정확한 고유값을 얻을 수 있음을 보이고자 한다.

실물 크기 구조물의 강제진동실험 및 지진응답 모사를 위한 HMD제어기 설계 (Forced Vibration Test of a Real-Scale Structure and Design of HMD Controllers for Simulating Earthquake Response)

  • 이상현;박은천;윤경조;이성경;유은종;민경원;정란;민정기;김영찬
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.103-114
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    • 2006
  • 강제 진동 실험은 구조물의 수학적 모델과 실제 모델의 상관관계를 입증하여 구조물의 성능을 정확히 평가하기 위해 중요하기 때문에, 동적 및 정적 가진 실험을 통해 구조물의 내진성능을 평가하는 다양한 기법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 복합 질량형 감쇠기(Hybrid Mass Damper, HMD)를 이용하여 지진하중을 모사하는 실물크기 철골조 구조물의 강제진동실험이 수행되었다. ANSYS를 사용하여 구조물의 유한요소 해석모델을 구축하였고, 강제진동 실험을 통해 얻은 계측데이터를 사용하여 이 해석모델을 갱신하였다. 의사 지진 가진 실험은 HMD에 의해 유도된 층응답이 실험을 통해 갱신된 유한요소모델을 사용한 수치해석 응답과 일치함을 보여준다.

다상 브러시리스 교류전동기의 시뮬레이션을 위한 혼합 모델 (Hybrid Simulation Model of Multi-Phase Brushless AC Motor)

  • 목형수;홍준희;김상훈
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.109-116
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    • 2007
  • 다상 브러시리스 교류전동기의 역기전력 파형은 일반적으로 이상적인 정현파나 사다리꼴 형태가 아니다. 그러므로 이상적인 역기전력을 가정하는 기존의 모델로 다상 BLAC 전동기의 특성을 시뮬레이션 또는 해석하는 경우에는 많은 오차가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 오차를 감소시키기 위해 FEA 기반의 회로 및 수식 기반의 혼합 모델링 기법을 이용한 상변수 모델을 제안하였다. FEA로부터 얻어진 역기전력 파형을 포함한 상모델의 파라미터를 사용하는 제안된 혼합 모델링기법은 임의의 역기전력 전압파형을 갖는 다상 브러시리스 교류전동기의 시뮬레이션과 해석에 사용할 수 있다. 제안한 기법을 7상 BLAC 전동기에 적용한 시뮬레이션 및 실험 결과로부터 모델의 타당성을 입증하였다.

수중 산란체의 수치적 산란해석 (Wave Scattering Analysis of Scatterers Submerged in Water by Using a Hybrid Numerical Approach)

  • 김재환;김세환
    • 한국음향학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.84-92
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    • 2000
  • 본 논문에서는 유한요소와 무한요소를 사용하여 수중 산란체의 산란해석을 수행하였다. 무한영역을 유한영역으로 나누어 유한영역은 유한요소를 사용하여 모델링하고 무한/유한 영역의 경계면에서는 비반사조건을 만족시키기 위하여 무한요소를 사용하되 파동 특성이 가미된 IWEE(Infinite Wave Envelope Element)를 사용하였다. 수중 강체구의 산란해석에 유한요소의 차수, 크기 및 유한요소 모델 그리고 IWEE가 미치는 영향을 살펴보았다. 수치적 산란해석에서 인위적 반사를 줄이기 위해서는 유한요소와 IWEE의 연결을 유연하게 하기 위하여 유한요소는 잘게 나누거나 이차요소를 사용하는 것이 좋으며 IWEE에서는 고차를 사용하는 것이 바람직하다.

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하이브리드 도어 체커 개폐력 해석 (Door Effort Analysis for Hybrid Door Checker)

  • 강성종;김동환
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.52-57
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    • 2012
  • Proper door effort is required for the safety of passenger and pedestrian while securing door operating convenience. 3D finite element analyses for a hybrid door checker were carried out to estimate door checker arm resistance force. And, from the estimated door checker arm resistance force and theoretically calculated self-closing force, door effort was predicted. The analysis results at checker arm peaks showed excellent correlation with the test results. Also, in order to reduce solving time, a modified model with simple spring element was investigated. Finally an equation to easily calculate checker arm resistance force from checker arm shape and spring constant was suggested and its usefulness in early design stage was discussed.

Effective modeling of beams with shear deformations on elastic foundation

  • Gendy, A.S.;Saleeb, A.F.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제8권6호
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    • pp.607-622
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    • 1999
  • Being a significant mode of deformation, shear effect in addition to the other modes of stretching and bending have been considered to develop two finite element models for the analysis of beams on elastic foundation. The first beam model is developed utilizing the differential-equation approach; in which the complex variables obtained from the solution of the differential equations are used as interpolation functions for the displacement field in this beam element. A single element is sufficient to exactly represent a continuous part of a beam on Winkler foundation for cases involving end-loadings, thus providing a benchmark solution to validate the other model developed. The second beam model is developed utilizing the hybrid-mixed formulation, i.e., Hellinger-Reissner variational principle; in which both displacement and stress fields for the beam as well as the foundation are approxmated separately in order to eliminate the well-known phenomenon of shear locking, as well as the newly-identified problem of "foundation-locking" that can arise in cases involving foundations with extreme rigidities. This latter model is versatile and indented for utilization in general applications; i.e., for thin-thick beams, general loadings, and a wide variation of the underlying foundation rigidity with respect to beam stiffness. A set of numerical examples are given to demonstrate and assess the performance of the developed beam models in practical applications involving shear deformation effect.