• 제목/요약/키워드: 유한요소 해석

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유한요소해석에 의한 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 바닥판의 휨성능 평가 (Evaluation on Flexural Performance of Precast Decks with Ribbed Joint by FEM)

  • 오현철;정철헌;강명구;박세진;신동호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.20 no.1
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    • pp.85-94
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    • 2016
  • 본 연구에서는 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 교량 바닥판 이음부의 정적 휨성능을 예측하기 위한 비선형 유한요소해석 모델을 구성하였으며, 선행연구에 의한 실험결과와의 비교를 통해 유한요소해석의 적합성을 확인하였다. 유한요소해석 모델을 구성하는 재료특성으로 각각의 이론을 적용하였으며, 실험결과 및 사전 변수해석을 통해 입력변수들을 결정하여 유한요소해석 모델을 구성하였다. 본 연구에서 수행된 유한요소해석 결과는 각각의 실험체에 대한 구조적 거동을 평균 5% 이내로 비교적 정확하게 추정하는 것으로 나타났으며, 소성 변형률 분포로부터 각 실험체의 균열양상 및 파괴형태를 간접적으로 예측할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 사용된 유한요소해석 모델은 향후 프리캐스트 바닥판 이음부의 극한거동 예측 및 이음부의 설계식 도출을 위한 변수해석 연구 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

가압중수로 압력관 이물질 프레팅 결함의 탄성 응력집중계수 수식 도출 (Derivation of Elastic Stress Concentration Factor Equations for Debris Fretting Flaws in Pressure Tubes of Pressurized Heavy Water Reactors)

  • 김종성;오영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • v.38 no.2
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    • pp.167-175
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    • 2014
  • 가동중검사 동안 가압중수로 압력관에서 탐지된 베어링 패드 프레팅 결함, 이물질 프레팅 결함 등 체적결함에 대해서는 CSA N285.8-05 에 따라 탄성 응력집중계수 수식을 이용하여 피로균열 및 수소지연균열이 개시되는 것을 평가하여야 한다. CSA N285.8-05 에는 이물질 프레팅 결함에 대해서는 선형파괴역학 기반한 개략적인 수식만이 제시된다. 본 연구에서는 이러한 이물질 프레팅 결함에 대해 2 차원 유한요소 해석과 일부 수정된 Kinectrics 사의 공학적 절차를 통해 이물질 프레팅 결함의 기하학적 특성이 좀더 상세히 고려된 탄성 응력집중계수 수식을 도출하였다. 도출된 수식을 적용한 결과와 3 차원 유한요소 해석 결과를 비교한 결과, 도출된 수식은 유한요소 해석과 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

평면변형해석과 3-D FEM 기법을 통한 지오텍스타일 튜브의 거동해석 (Behavior of Geotextile Tube by Plane Strain Analysis and 3-Dimensional Finite Element Method)

  • 신은철;오영인
    • 한국지반공학회논문집
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    • v.19 no.5
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    • pp.233-241
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    • 2003
  • 최근 들어 지오텍스타일 튜브공법은 과거의 임시공법의 한계를 극복하고 다양한 분야에서 주요적용공법으로 활용이 확대되고 있다. 본 연구에서는 수치해석기법을 활용하여 지오텍스타일 튜브의 시공과정에서의 거동에 대하여 연구를 수행하였으며, 수치해석결과를 기존 연구 발표된 현장 모형시험 결과와 비교 분석하였다. 수치해석은 평면변형해석과 3차원 유한요소해석 기법을 이용하여 채움 과정에서 발생하는 정수압에 따른 지오텍스타일 튜브의 형태변화와 실대형 현장실험 결과를 비교 분석하였다. 또한, 3차원 유한요소해석에서는 정수압과 지오텍스타일의 강성변화에 따른 매개변수 해석을 통하여 지오텍스타일 튜브공법의 3차원 유한요소해석 기법을 제시하였다. 평면변형 해석이론에 의한 수치해석은 지오텍스타일 튜브 전용해석 프로그램인 GeoCoPS(version 2.0)를 활용하였으며, 3차원 유한요소 해석은 범용 유한요소해석 프로그램 ABAQUS(version 5.88)를 이용하였다. 평면변형 해석과 3차원 유한요소해석 결과 모두 실대형 현장실험 결과와 근접한 거동을 나타내었으며 적용토사의 종류 및 해석상의 가정사항으로 약간의 차이점들은 발생하지만 평면변형해석 및 3차원 유한요소해석방법을 통하여 채움과정에서의 지오텍스타일 튜브의 거동을 예측할 수 있다.

다중경사충돌시 피닝잔류응력 평가를 위한 최적의 3차원 유한요소모델 (A Optimal 3D FE Model for Evaluation of Peening Residual Stress Under Angled Multi-impacts)

  • 현홍철;김태형;이형일
    • 대한기계학회논문집A
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    • v.36 no.2
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    • pp.125-135
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    • 2012
  • 잔류응력 생성을 위한 대부분의 숏피닝 유한요소 해석모델은 숏볼이 재료표면에 수직으로 충돌하는 것을 가정한다. 하지만 실제 피닝공정에서 숏볼은 경사각을 갖고 재료표면에 충돌한다. 본 논문 에서는 잔류응력평가를 위한 3차원 경사충돌 유한요소 해석모델을 제안하였다. 다중경사충돌 유한요소 해석모델을 이용하여, 투사각, 충돌패턴, 숏볼수량 등 피닝인자들이 해석해에 미치는 영향을 조사하였다. 아울러 숏볼의 소성변형도 고려하였다. 유한요소해와 XRD 실험해의 비교를 통해 해석모델의 유효성을 검증했다. 본 논문에서 제안된 모델은 다양한 경사각에 대한 다중숏 충돌 유한요소 해석모델의 기초가될 것이다.

회전 히스테리시스 특성을 고려한 전자계의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of the Electromagnetic System Considering the Rotational Hysteresis Characteristics)

  • 홍선기;김홍규;정현교
    • 한국자기학회지
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    • v.7 no.2
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    • pp.109-116
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    • 1997
  • 교번 히스테리시스와 회전 히스테리시스를 동시에 고려할 수 있는 벡터 히스테리시스 모델을 이용하여, 회전 히스테리시스 특성을 갖는 전자계의 유한 요소 해석 알고리즘을 제안한다. 벡터 히스테리시스 모델은 자화의존 프라이자흐 모델에서 확장된 모델을 이용하였다. 회전 자계가 자성체에 가해진 경우, 각 요소에서의 자화값이 벡터 모델로 부터 구해지며, 이 값은 다시 유한요소 해석의 입력이 되어서 인가자계와 자화와의 지연각을 구할 수 있다. 실험 결과와의 비교를 통해, 제안된 방법이 회저자계의 영향을 받는 전자계 시스템의 자화 특성을 정확히 해석 할 수 있음을 확인하였다.

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뒤틀림변형을 받는 관형단면의 극한강도 및 거동에 관한 연구 (A Study on the Ultimate Strength and Behavior of Circular Section Subjected to Cross-Sectional Distortion)

  • 김우범
    • 대한토목학회논문집
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    • v.14 no.1
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    • pp.83-91
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    • 1994
  • 뒤틀림을 받는 손상 관형 단면의 강도 및 거동을 파악하기 위한 효율적인 해석기법을 제시하였다. 단면의 뒤틀림을 고려키 위하여 유한요소 해석법을 이용하였으며 부재의 유한요소 해석시 발생하는 국부 불안정에 의한 하중-변형 응답의 발산 문제를 해결하기 위하여 손상부위만에 대하여 유한요소해석을 수행, 모멘트-곡률 관계를 일반화하여 이를 부재해석의 입력자료로 제공하였다. 광범위한 실용판형 부재를 포함하는 데이타베이스를 구축하여 이에 대한 복회귀분석을 수행, 일반화된 모멘트-곡률관계식을 제시하여 연구의 실용성을 제고 하였다.

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스프링 최적설계를 위한 피로수명 파라미터의 역 추정 (Inverse Estimation of Fatigue Life Parameters for Spring Design Optimization)

  • 김완범;안다운;최주호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.345-348
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    • 2011
  • 구조요소의 설계에서 유한요소해석은 매우 효과적인 방법이다. 이 방법은 시험 수행에 드는 시간과 비용을 줄여준다. 그러나 공정 과정과 환경에 의하여 생기는 입력 물성치들의 변화 때문에 우리는 유한요소해석의 결과를 전적으로 믿어서는 안 된다. 따라서 유한요소해석의 신뢰성을 증명하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 현장에 축적된 피로 수명 시험 데이터를 바탕으로 유한요소해석을 이용하여 피로수명 파라미터를 역 추정 하는 연구를 수행하였다. 베이지안 접근법을 이용하여 불확실성 피로 수명 파라미터의 사후분포를 구하였고, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 역 추정된 파라미터의 샘플 데이터를 생성하였다. 얻어진 샘플 데이터를 기반으로 새로운 형상의 스프링에 대한 피로 수명을 예측한다. 신뢰성 기반 형상 최적화(RBDO)는 서스펜션 코일 스프링의 요구수명을 만족시키기 위하여 수행된다. 또한 크리깅 근사 모델은 유한요소해석의 연산 량 감소를 위해 이용한다.

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비선형 유한요소 해석을 이용한 월성1호기 격납건물의 내압취약도 평가 (Assessment of the Internal Pressure Fragility of the Wolsung Unit 1 Containment Building using Nonlinear Finite Element Analysis)

  • 함대기;최인길;이홍표
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.653-656
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    • 2010
  • 월성 1호기 격납건물에 대하여 극한내압하중에 대한 확률론적 취약도 평가를 수행하였다. 격납건물 성능의 불확실성은 가동중 검사 결과를 통해 얻어진 재료 물성치 중앙값과 텐던 긴장력 중앙값을 적용하여 고려하였다. 격납건물은 개구부를 고려하여 3차원 유한요소로 모델링하였으며, 확률론적 취약도 평가를 위하여 대규모의 비선형 유한요소 해석 모델을 적용하기에 적합한 효율적인 취약도 평가 기법을 개발하였다. 월성 1호기 격납건물에 대한 취약도 평가 결과, 벽체 중단부가 극한내압발생으로 인한 방사능물질 누출에 가장 취약한 것으로 나타났으며, 중앙값 성능은 약 55psi, 고신뢰도 저파괴 파괴확률값인 HCLPF(High Confidence Low Probability of Failure)는 약 29psi를 나타내었다.

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소형 직류 모터의 동특성 예측 (Prediction of Dynamic Characteristics of Small DC Motor)

  • 김국원;안태길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • v.7 no.2
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    • pp.107-112
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    • 2006
  • 본 연구에서는 설계단계에서 소형 직류 모터의 동특성을 파악할 수 있는 유한요소 해석모델을 개발하였다. 유한요소해석 결과의 검증을 위하여 충격실험을 실시하였으며 모터의 고유진동수와 모드형상을 추출하여 비교하였다. 개발된 유한요소 해석모델을 이용하여 모터의 형상변화가 동특성에 미치는 영향을 분석할 수 있었으며 이는 향후 고품위 저진동 직류모터를 개발하는 데 효과적으로 이용될 수 있다.

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