• 제목/요약/키워드: 단면요소

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안정하도 평가 및 설계 방법의 개선과 적용 (Improvement and Application of Stable Cannel Analysis and Design)

  • 장은경;지운;안명희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.14-14
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    • 2017
  • 안정하도란 하도형성유량이 발생하는 조건에 대해 단면내에서 발생하는 유사량과 유입되는 유사량이 평형상태를 유지하는 단면을 의미하며, 안정하도 평가 및 설계란 현재 단면을 안정하도 단면과 비교하여 평가하거나 안정하도를 만족하는 하상경사와 하폭, 수심을 도출하는 과정을 의미한다. 이러한 안정하도 평가 및 설계는 하천을 정비하거나 복원하는 과정에서 장기적인 하상 평형상태를 고려하기 위해 적용할 수 있으며, 하상 침식 혹은 퇴적에 대해 지점별 평가방법으로 활용 할 수 있다. 안정하도 단면은 상류에서 유입되는 유사량과 대상구간의 발생 유사량의 평형조건에 의해 결정되기 때문에 유입되는 유사량 자료의 정확성과 대상구간 발생 유사량 산정의 정확도가 전체 평가 결과의 신뢰도에 가장 중요한 요소로 작용한다. 그러나 현재까지 활용되어 온 안정하도 단면 계산 방법의 경우 대상구간 발생 유사량 결정을 위한 유사이송공식의 선택이 특정 공식으로 한정되어있어 국내 하상과 적합한 유사이송공식의 적용이 매우 제한적이었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기존의 안정하도 평가 및 설계 방법을 개선하기 위해 다양한 유사이송공식의 적용이 가능한 안정하도 평가 모델의 알고리즘을 제시하였으며, 관련 분야의 실무자가 쉽게 활용 할 수 있도록 사용자 친화적인 사용자 친화적인 안정하도 평가 및 설계 프로그램(Stable Channel Analysis and Design, SCAD)을 개발하였다. 본 연구에서는 기존의 안정하도 단면 계산 방법인 Copeland 방법을 분석하여 새로운 알고리즘을 개발하였으며, 단면 유사량 분석 계산과정에서 자갈하상 공식을 포함한 총 다섯 가지의 유사이송공식을 새롭게 추가하였다. 개발된 SCAD 프로그램은 정확도 및 적용성 향상을 위해 청미천과 내성천 모래하상 구간 그리고 원주천 자갈하상 구간에 대해 시험계산을 수행하였고 평가 결과를 프로그램 개선을 위해 적극 활용하였다. 또한 웹 포팅 프로그램 구축을 통해 다양한 사용자가 특정 웹사이트에서 프로그램에 쉽게 접근할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 개선된 안정하도 평가 및 설계 프로그램을 활용하여 다양한 유사이송공식 선택에 따른 안정하도 산정 결과 값의 변화를 분석하고 그 범위를 정량적으로 제시하였다.

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굽힘효과를 고려한 박막 유한요소에 의한 단면 성형해석 (Sectional forming analysis by membrane finite elements considering bending effects)

  • 김준보;이광병;금영탁
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권3호
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    • pp.493-503
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    • 1998
  • The sectional forming analysis considering bending effects from the geometrically deformed shape of two linear membrane finite elements(called super element) was performed under plane strain assumption for analyzing forming processes of an arbitrarily shaped draw-die. For the evaluation of bending effects, the bending equivalent forces are calculated from the bending moment computed using the changes in the interior angle at the middle node of super element, and are agumented to the membrane stretch forces. In order to verify the validity of the bending formulation, the simulation results for the stretch, draw, and bend sections were compared with membrane analysis results and measurements.

국부좌굴을 고려한 냉간성형 ㄷ 형강보의 응력해석 (Stress Analysis of Cold-Formed Steel Beams Considering Local Buckling Effects)

  • 전재만;현자영;이재홍
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권1호통권68호
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    • pp.51-60
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    • 2004
  • 본 논문에서는 냉간성형 ㄷ 형강보에 대해 국부좌굴을 고려한 휨해석을 하였다. 유한요소법을 이용하여 주어진 하중 상태에서의 응력을 구한후 국부좌굴 효과를 고려하기 위해규준에서 주어진 유효폭 개념을 이용하여 유효 단면적을 결정하였으며, 결정된 유효 단면적으로부터 응력을 계산 하였다. x축에 대한 휨응력 뿐 아니라 y축에 대한 휨응력과 뒤틀림 응력값을 고려하였으며, 이를 하중이 전단중심에 작용하는 경우와 도심에 작용하는 두가지의 경우에 대하여 연구를 수행하였다. 연구 결과는 하중-처짐 곡선으로 나타내었다.

굽힘 에너지가 보강된 박막 요소와 연속 접촉 처리를 이용한 스탬핑 공정의 단면 해석 (Sectional Analysis of Sheet Metal Stamping Processes Using Bending Energy Augmented Membrane Element and Continuous Contact Treatment)

  • 윤정환;김종봉;양동열;유동진;한수식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.58-67
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    • 1998
  • A sectional analysis of sheet metal forming process with an arbitrary tool shape is proposed in the present work. To improve the numerical convergence in the conventional membrane sectional analysis, the Bending Energy Augmented Membrane (BEAM) elements had been developed. The BEAM elements particularly improve the stability and convergence of the finite element method for the case of deep drawing. In this work, the FERGUBON spline (C$^2$-continuous) was used to fit the deformed mesh to smooth the given curves and calculate the local curvature of the deformed sheet. The fittings of the deformed sheet and tool surface profile ensure the stability and the convergence of the finite element analysis of highly nonlinear stamping processes. A center floor section and front fender section are analyzed to show the accuracy and robustness of the approach. The results obtained by the proposed approach are compared with the available experimental data.

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탄성파 초동주시를 이용한 콘크리트 구조물의 결함 탐지 (Investigation of Concrete Flaw Using Seismic First Arrival)

  • 서백수;장선웅;김석현;서정희
    • 터널과지하공간
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    • 제11권2호
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    • pp.120-121
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    • 2001
  • 연구의 목적은 콘크리트 결함 발견을 위하여 탄성파를 사용하여 구조물의 속도전파 단면도를 영상화시키고 그 결과를 분석하고자 하였다. 탄성파의 전파 양상을 유한요소법을 이용하여 이론모형에서 계산하고, 그 이론을 실험실의 구조물 모형에 적용하여 토모그램을 작성하였다. 또한 초동 주시를 5개 단계로 선택하여 역산을 행하였으며 계산된 탄성파 속도전파 단면도를 비교하여 가장 편리하고 정확한 초동주시 발췌법을 제시하였으며, 이러한 초동주시에 의해서 모형실험을 행하였다.

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유한요소법을 이용한 합체박판 성형공정의 단면해석 (Sectional Analysis of Forming Processes for Tailored Blank Sheets Using Finite Element Method)

  • 구본영;백승준;금영탁
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1998년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.36-39
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    • 1998
  • To predict strain distributions and weld line movements in the forming processes of tailored blank sheets, the 2-dimensional finite element formulation is developed. The welding zone is modelled with the several, narrow finite elements. The material properties of weld elements are calculated from those of base metals, based on the experimental evaluation. To verify the finite element formulation developed, the forming process of an autobody door inner panel section is simulated. FEM predictions are compared and showed good agreements with experimental measurements.

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유한요소법을 이용한 임의의 단면 딥드로잉 제품의 소재형상설계 (Blank Design for the General Shaped Deep Drawing Products by F.E.M)

  • 김상도;박민호;서대교
    • 소성∙가공
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    • 제4권4호
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    • pp.302-321
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    • 1995
  • A method of determining an optimum blank shape for the non-circular deep drawing process is investigated. The rigid-plastic finite element method is introduced and the computer program code is developed. The ideal shape of a drawn cup with uniform wall height is assumed and metal flow is traced back-ward step by step to predict an initial blank shape of the ideal cup. For examples of the non-circular deep drawing products, three cases of drawn cup with quadrilateral punch shape are considered and optimum blank shapes for each case are proposed and compared with experimental results.

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진공네트웍 압력분포 해석의 일반화 (Generalization of the pressure profile analysis in a vacuum network)

  • 인상렬
    • 한국진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-8
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    • 1999
  • 형태와 진공특성이 다른 여러 용기와 도관들로 구성된 진공네트웍의 압력분포를 계산할 때 단면이 서로 틀린 요소들의 연결부에서 입출구효과에 의해 발생하는 압력강하를 기체가 흐르는 방향에 상관없이 자동적으로 고려할 수 있는 경계조건을 만들었다. 또 원추형 도관처럼 단면이 변화하는 요소를 포함하고 있는 경우 시스템이 방향성을 가지지 않도록 도관 내에서의 압력강하를 보정하는 방법에 대해 소개한다. 개발된 경계조건을 간단한 예제 진공시스템에 적용하여 입자평형식에 근거를 둔 연립방정식을 작성하고 해를 구하는 과정을 구체적으로 설명한다.

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정상상태 압연공정의 오일러리안 해석에 관한 연구 (A Study on Eulerian Analysis for the Steady State Rolling)

  • 이용신
    • 소성∙가공
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    • 제13권7호
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    • pp.570-579
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    • 2004
  • 정상상태 압연공정의 오일러리안 공정해석 모델에 관한 연구들을 종합 정리하였다 본 연구의 유한요소해석 모델은 집합조직의 발전에 따른 이방성과 미세기공의 성장에 따른 기계적 성질의 열성화를 평형방정식에 직접 결합하였다 따라서 집합조직의 발전 및 기공률의 변화를 예측하고 동시에 이방성과 기계적성질의 열성화를 해석에 반영할 수 있다. 더불어 오일러리안 해석에서 형상예측을 위하여 자유곡면 수정법과 유선추적법을 유한요소해석 모델에 결합하였다 본 연구의 공정해석 모델을 평판 압연, 클래드압연, 삼차원 사각단면봉의 압연 및 형상압연에 적용하여 집합 조기의 발전, R-값, 항복곡면, 결함성장 등의 기계적성질의 변화 예측과 클래드 압연시에 이중재 접촉면 형상, 배불림, 형상압연 시의 단면변화 등의 형상변화 예측을 보여주었다.

벽에서의 열플러스가 비균일한 덕트내 층류조합대류열전달에 대한 유한요소법에 의한 해석 (Finite element analysis of laminar combined free and forcedconve3ction through a duct with peripheral heat flux variation)

  • ;;박우용
    • 대한기계학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.230-237
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    • 1981
  • 임의의 기하학적형태 단면을 가진 수직덕트내 층류조합대류열전달에서 벽온일정인 경계조건에 대하여는 Nayak[12], Giuidice[13]의 유한요소법해가 있다. 본 연구는 경계조건으로 벽에서의 열플러스가 비균일(균일한경우 포함)한 경우를 대상으로 유한요소법에 의한 해석을 시도한 것으로 예시에서 보는 바와 같이 수직해는 벽해밀과 좋은 일치를 보이고 있다.