• 제목/요약/키워드: FEM

검색결과 7,152건 처리시간 0.038초

비선형 FEM 해석을 이용한 기존 강재 주탑기부 설계의 개선방안 연구 (A Study on the Improvement of the Steel Pylon Base Design Using Nonlinear FEM Analysis)

  • 정수형;박성우
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
    • /
    • 제18권1호
    • /
    • pp.19-30
    • /
    • 2014
  • 본 연구에서는 강주탑 기부와 기초콘크리트 연결 구조에 대해서 국내에서 특수교량의 강주탑 기부 설계에 보편적으로 적용하고 있는 명석해협대교(明石海峽大橋) 시방기준과 비선형 FEM 해석결과를 비교하였다. 명석해협대교(明石海峽大橋) 시방기준은 1970년도에 만들어진 일본 기준으로 주탑 기부와 PS 강봉 및 기초콘크리트를 스프링으로 선형 모델링하여 설계하는 방법으로서 43년이 지난 지금까지도 간편성을 이유로 이 기준을 적용하고 있다. 그러나 비선형 FEM 해석결과의 비교를 통해 특수 장대교의 강주탑 기부의 해석 및 설계에 이 기준을 적용하는 것은 여러 가지 문제점이 있음을 알 수 있었으며, 풍하중, 지진하중에 주요하게 저항하면서도 다양한 부재들로 복잡하게 연결된 강주탑 기부에 대해서는 한계상태설계법으로 발전하려는 현 시대에 맞추어 실제 거동을 반영하는 비선형 FEM해석을 적용해야 할 것이다.

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
    • /
    • 제20권1호
    • /
    • pp.85-94
    • /
    • 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.

품질개선 및 혁신활동에서 재무성과 측정모형의 개발 (Development of Financial Effect Measurement(FEM) Models for Quality Improvement and Innovation Activity)

  • 최성운
    • 대한안전경영과학회지
    • /
    • 제17권1호
    • /
    • pp.337-348
    • /
    • 2015
  • This research introduces the Financial Effect Measurement (FEM) models which measures both the improvement and the innovation performance of Quality Control Circle (QCC) and activities of Six Sigma. Concepts and principle of Comprehensive Income Statement (CIS), Balanced Scorecard (BSC), Time-Driven Activity Based-Costing (TDABC) and Total Productive Maintenance (TPM) are applied in order to develop the 4 FEM models presented in this paper. First of all, FEM using CIS depicts the improvement effects of production capacity and yield using relationships between demand and supply, and line balancing efficiency between bottleneck process and non-bottleneck processes. Secondly, cause-and-effect relation of Key Performance Indicator (KPI) is used to present Critical Success Factor (CSF) effects for QC Story 15 steps of QCC and DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, and Control) of Six Sigma. The next is FEM model for service management innovation activities that uses TDABC to calculate the time-driven effect for improving the indirect activities according to the cost object. Lastly, FEM model for TPM activities presents the interpretation of improvement effect model of TPM Capital Expenditure (CAPEX) and Operating Expenditure (OPEX) maintenance using profit, cash and Economic Added Value (EVA) as metrics of enterprise values. To better understand and further investigate FEMs, recent cases on National Quality Circle Contest are used to evaluate new financial effect measurement developed in this paper.

유한요소법을 이용한 마이크로 평엔드밀링에서의 공구변형 예측 (Tool Deflection Estimation in Micro Flat End-milling Using Finite Element Method)

  • 임정수;조희주;서태일
    • 한국생산제조학회지
    • /
    • 제19권4호
    • /
    • pp.498-503
    • /
    • 2010
  • The main purpose of this study strongly concerned micro machining error estimation by using FEM analysis of tool deflection shapes in micro flat end-milling process. For the precision micro flat end-milling process, analysis of micro cutting errors is mandatory. In general, tool deflection is a major factor which causes cutting error and limits realization of the high-precision cutting process. Especially, in micro end-milling process, micro tool deflection generates very serious problems in contrast to macro tool deflection. Methods which deal with compensation of cutting error by tool deflection in macro end-milling process have been studied plentifully but, few researches transact with micro scaled cutting tool deflection in micro cutting process. Therefore, the trend of micro tool deflection was estimated by using FEM analysis in this paper. Cutting forces were acquired by micro dynamometer and these were utilized in FEM analysis. In order to verify FEM analysis results, micro machining processes were carried out and real machined profiles were compared with FEM results. Finally through the proposed approach well suited FEM results were obtained.

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
    • /
    • 제27권12호
    • /
    • pp.679-687
    • /
    • 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.

화상 이미지 기반 FEM 해석을 이용한 기포제 혼입 시멘트 페이스트의 역학 성능 평가 (Mechanical Performance Evaluation of Cement Paste with Foaming Agent using FEM Analysis Based on Picture Image)

  • 김보석;신준호;이한승
    • 한국건축시공학회지
    • /
    • 제16권1호
    • /
    • pp.35-43
    • /
    • 2016
  • 콘크리트는 대표적인 불균질 재료이며 콘크리트의 역학적 특성은 다양한 요인들에 의해 영향을 받는다. 그 중 콘크리트 내부에 존재하는 공극은 콘크리트의 강도를 결정하는데 많은 영향을 주고 있기 때문에 공극의 분포 및 크기를 파악하는 연구는 매우 중요하며 그 방법으로 화상이미지를 이용한 연구가 대두되고 있다. 경량 기포 콘크리트는 현재 비구조용에 관한 연구만 진행되고 있기 때문에, 구조용으로 사용하기 위한 경량 기포 콘크리트의 역학적 특성을 평가하고 화상 이미지를 기반으로 FEM 해석을 이용한 검증에 관한 연구는 미비하다. 그러므로 기포제 혼입률에 따른 시멘트 페이스트를 제작하여 역학적 성능 평가를 실시하고 화상 이미지를 이용하여 FEM 해석을 실시하여 역학적 성능 비교 및 검증을 실시하였다. 본 연구에서 기포제 혼입률에 따른 공극 분포를 확인하기 위해 7수준으로 하였으며 추 후 구조용 경량 기포 콘크리트에 대한 연구를 진행하기 위해 물-결합재비를 20%로 하였다. 기포제 혼입률이 0.8%에서 단위 용적 질량이 최소가 되었으며 그 이상 혼입했을 시 기포 간의 상호 연결로 인한 깨짐 현상이 발생하여 단위 용적 질량이 증가하였다. 공극 분포에 따른 FEM 해석을 위해 화상분석기(HF-MA C01)를 이용하여 시멘트 페이스트 단면을 촬영하였고 이를 토대로 OOF(Object Oriented Finite elements)를 이용한 FEM 해석을 실시한 결과 실험 탄성계수와 해석 탄성계수가 일치하였다.

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
    • /
    • 제14권5호
    • /
    • pp.379-388
    • /
    • 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.

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

  • 이승현;한진태
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제19권12호
    • /
    • pp.294-302
    • /
    • 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.

FFT-FEM을 이용한 윤활 기구에서 표면온도에 관한 연구 (Surface Temperature in Sliding Systems Using the FFT Finite Element Analysis)

  • 조종두;안수익
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국윤활학회 1999년도 제29회 춘계학술대회
    • /
    • pp.73-79
    • /
    • 1999
  • Finite element equations by using fast Fourier transformation were formulated for studying temperatures resulting from frictional heating in sliding systems. The equations include the effect of velocity of moving components. The program developed by using FFT-FEM that combines Fourier transform techniques and the finite element method, was applied to the sliding bearing system. Numerical prediction obtained by FFT-FEM was in an excellent agreement of experimental temperature measurements.

  • PDF

FEM을 이용한 Forming Roll 설계 (Design of Forming Roll using FEM)

  • 윤형준;윤영식
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
    • /
    • pp.761-764
    • /
    • 2005
  • In this paper, multi-pass roll forming process is simulated with a commercial FEM software. From these simulations, detects like excessive thickness decrease were estimated. And effects of springback, idle roll without force, and self-contacts between materials were also predicted. As a result, the defects of the forming process and the numbers of the roll pass can be decreased. And these analyses will be able to design the optimal roll forming process.

  • PDF