• Title/Summary/Keyword: 동적 힘 해석

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Disk harrow structure analysis of non-motorized composite implement of tractor (무동력 트랙터 복합작업기의 디스크 구조해석)

  • Lee, Choong Ho;Jang, Ji Un;Lee, In Beom;Kim, Hyun Gyung
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.85-85
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    • 2017
  • 무동력 복합작업기는 치즐쟁기와 디스크의 배열에 따라 작업성능이 좌우된다. 프레임과 디스크, 치즐쟁기에 가해지는 기본적인 힘의 상태를 확인하기 위한 정적 구조해석을 수행하였다. 복합작업기는 디스크는 $18^{\circ}$가 경사진 형태로 전면9개 후면9로 총 18개, 치즐쟁기(Chiselplow)는 4개로, 디스크는 모두 18개이다. 정적인 상태에서 끄는 견인력은 100마력, 150마력, 200마력으로 하였으며 Inventor의 해석 시스템은 힘을 N으로 사용하기 때문에 각 마력에 부가되는 하중을 N으로 치환하여 사용하였다. 구속조건은 frame과, disc, chisel plow에 맞닿는 면을 구속하고, 힘의 방향은 프레임과 트랙터의 연결면, 디스크 날과 땅의 접촉면에 적용했다. front /rear 디스크는 이론상으로는 양 디스크가 쌍으로 마주하고 있어서 스캔데이타를 중심으로 모델링한 결과를 바탕으로, 전후면 디스크해로우의 해석을 수행하였다. 조립 또는 사용상의 문제점이나 자연적인 유격에 의해 어느 정도 대칭이 되지 않을수 있으나 그 정도에 따라 진동과 내구성에 문제가 될 수도 있기에 한쌍에 대해 모델링을 통한 해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 디스크에 작용하는 폰미세스 응력은 극한강도에 미치지 않은 것으로 나타났으며 Frame의 최대 폰 미세스 응력을 제외하면, 대부분의 응력은 항복강도에 현저히 미치지 못하는 수치이고, 프레임의 경우는 150마력, 200마력으로 힘을 가할 때 항복강도는 넘는 수치이지만 극한인장강도에는 미치지 못하는 수치인 것을 알 수 있었다. 100마력에 폰 미세스 응력의 최대값은 0.161918 MPa이고 프레임 강의 항복강도인 207MPa와 디스크의 항복강도인 250MPa에 못 미치는 수치이다. 150마력과 200마력의 힘으로 회전할 때의 폰 미세스 응력의 최대값은 0.286425MPa과 0.381921 MPa로 항복강도인 250MPa에 크게 못 미치는 수치이다. 그 이유는 디스크해로우 방식의 복합작업기는 견인저항력이 작게 설계되고 작업속도를 개선하기 위한 목적으로 사용되기 때문으로 사료된다. 벤치마킹 기대의 Rear 디스크도 마찬가지로 각도는 $18^{\circ}$이며, 동일한 구속조건을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 해석결과는 모두 항복강도 이내로 예측 되었다. 디스크에 최대로 응력이 미치는 부분은 디스크와 프레임이 연결되는 허브 부분이다. 각도가 커짐에 따라 응력이 증가하므로 이를 감안한 설계인자 도출이 가능하다. 마력과 각도가 증가함에 따라 디스크 해로우에 작용하는 폰미세스 응력과, 접촉압력이 증가하므로 이에 대한 검토와 동적하중인 로드프로파일을 적용한 해석을 수행하여 내구수명 특성에 대한 연구를 수행할 계획이다.

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Finite Element Dynamic Analysis of a Vertical Pile by Wave and Tidal Current (파도와 조류에 의한 수직 파일의 유한요소 동적거동 해석)

  • 박문식
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.17 no.2
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    • pp.183-192
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    • 2004
  • New dynamic analysis procedures lot the vertically drilled sea water pile are suggested and demonstrated by the typical design Problem. Pile structure submerged in the sea water as well as forces by the ocean waves and tidal currents are modeled and formulated by finite element method. To obtain wave forces for the finite element equation, Airy's wave theory is tested and selected among others. Lateral lifting forces induced by the vortex shedding of current flow is simply based on the harmonic function with the Strouhal frequency and lifting coefficient. Natural frequencies and frequency responses for the pile are calculated by NASTRAN using the results of the formulation. Dynamic displacement and stress results obtained by these procedures are shown to be applicable to predict the dynamic behaviors of the ocean pile by the wave and lifting forces as a preliminary design analysis.

Dynamic Instability of Submerged Floating Tunnels due to Tendon Slack (긴장재 느슨해짐에 따른 해중 터널의 동적 불안정 거동)

  • Won, Deok Hee;Kim, Seungjun
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.29 no.6
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    • pp.401-410
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    • 2017
  • This study deals with dynamic instability of a tendon moored submerged floating tunnel (SFT) due to tendon slack. In general, environmental loadings such as wave and current govern SFT design. Especially, the wave force, whose amplitude and direction continuously change, directly induces the dynamic behavior of the SFT. The motion of the floating tube, induced by the wave force, leads dynamic response of the attached tendons and the dynamic change of internal forces of the tendons significantly affects to the fatigue design as well as the structural strength design. When the severe motion of the SFT occurs due to significant waves, tendons might lose their tension and slack so that the floating tube can be transiently instable. In this study, the characteristics of dynamic instability of the SFT due to tendon slack are investigated performing hydrodynamic analysis. In addition, the effects of draft, buoyancy-weight ratio, and tendon inclination on tendon slack and dynamic instability behavior are analytically investigated.

Exact Dynamic Stiffness Matrix of Nonsymmetric Thin-walled Beams Subjected to Eccentrically Axial Forces (편심축하중을 받는 비대칭 박벽보의 엄밀한 동적강도행렬)

  • Kim, Moon Young;Yun, Hee Taek
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.13 no.6
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    • pp.703-713
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    • 2001
  • Derivation procedures of exact dynamic stiffness matrices of thin-walled straight beams subjected to eccentrically axial forces are rigorously presented for the spatial free vibration analysis. An exact dynamic stiffness matrix is established from governing equations for a uniform beam element with nonsymmetric thin-walled cross section. First this numerical technique is accomplished via a generalized linear eigenvalue problem by introducing 14 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. Thus, the displacement functions of displacement parameters are exactly derived and finally exact stiffness matrices are determined using element force-displacement relationships. The natural frequencies of nonsymmetric thin-walled straight beams are evaluated and compared with analytical solutions or results by thin-walled beam element using the cubic Hermitian polynomials and ABAQU's shell elements in order to demonstrate the validity of this study.

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Simulation of Dynamic Crack Propagation in Uni-Directional and Cross-Ply Fiber-Reinforced Composites (단일방향 및 크로스-플라이 섬유강화 복합체에서의 동적균열 전파모사)

  • Hwang, Chan-Gyu
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.21 no.4
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    • pp.383-390
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    • 2008
  • This paper presents the formulation and numerical implementation of a spectral scheme specially developed to simulate dynamic fracture events in unidirectional and cross-ply fiber-reinforced composites. The formulation is based on the spectral representation of the transversely isotropic elastodynamic relations between the traction stresses along the fracture plane and the resulting displacements. Example problem of dynamically propagating cracks in fiber-reinforced composites is investigated and compared with reference solutions available in the literature and/or experimental observations. This scheme can be directly applicable to the interfacial fracture analysis in the FRP reinforced concrete structures.

Dynamic Behaviour of Resilient Mounting System for the Marine Diesel Engine (선박용 디젤엔진 탄성지지계의 동적거동)

  • 김성춘;이돈출;김의간
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.80-85
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    • 1993
  • 본 논문에서는 디젤 엔진의 탄성지지계에 작용하는 엔진 기진력에 대하여 검토하고, 탄성지지계의 진동 양상과 탄성지지를 통하여 선체로 전달되는 힘 을 계산하는 과정을 정식화하였다. 또한 이 결과를 고무형 탄성지지를 갖는 선박 추진용 디젤엔진과 발전기용 디젤엔진에 적용하여 탄성지지계의 자유 진동과 강제진동 해석을 수행하고 발전기용 디젤엔진의 탄성지지계에 대해 서는 계측을 행하여 계산 결과와의 비교 검토를 행하고자 한다.

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Dynamic Analysis of Flexible Rotors Subjected to Torque and Force (토오크 및 힘을 받는 탄성 회전체계의 동적 해석)

  • 윤종섭;이종원
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.107-112
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    • 1993
  • The effect of the applied direction and magnitude of loads on the stability and natural frequency of flexible rotors is analyzed, when the rotors are subject to nonconservative torque and force. The stability criterion derived from the energy and variational principle is discussed and a general Galerkin's method which utilizes admissible functions is employed for numerical analysis. Illustrative examples are treated to demonstrate the analytical developments.

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Analysis of Excitation Forces for the Prediction of the Vehicle Interior Noise by the Powertrain (Powertrain에 의한 차량실내소음 예측을 위한 엔진 가진력 해석에 관한 연구)

  • Lee, Joo-Hyung;Kim, Sung-Jong;Kim, Tae-Yong;Lee, Sang-Kwon
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.16 no.12 s.117
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    • pp.1244-1251
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    • 2006
  • The objective of this paper is to get excitation forces of the engine at each of the brackets for the prediction of the vehicle interior noise by the powertrain. A powertrain geometry model is produced by CATIA and its FE model is made by MSC/Patran. A vibration mode analysis and a running mode analysis are experimentally implemented. After getting a satisfied MAC value by doing a correlation about a measured mode analysis value and analyzed value through MSC/Nastran software, all components are assembled through MSC/ADAMS software which is a dynamic analysis tool. We can predict the vibration of brackets which is the last points to occur the force of the engine combustion by analyzing the combustion force produced by engine mechanism.

Impact Behavior at Composite Material of Aluminium Double Cantilever Beam with Two Kinds of Materials (이종재료의 알루미늄 이중 외팔보 복합재의 충격 거동)

  • Cho, Jae-Ung
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.8 no.3
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    • pp.421-426
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    • 2007
  • This study was analyzed dynamically by finite element method about the results of experiments which the double cantilever beam specimens with two kinds of materials were applied by impact load. And they were compared with each other as the simulation data applied onto impact velocities of 6.4 and 18.47 m/s. The crack energy release rate, force and displacement of block were calculated numerically by computer. As the numerical simulation data of specimen analyzed in this study approached the experimental data, the inspection of this specimen model suggested in this paper could be reasonable for the numerical simulation.

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A Study on Safety Accidents Caused by Pump Car Boom Defects (펌프카 Booms 결함으로 발생하는 안전사고 고찰)

  • Cho, Choon-Hwan
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2023.11a
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    • pp.105-106
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    • 2023
  • 본연구는 콘크리트 타설과정에서 반복되는 펌프카 사고를 예방하기 위해서 설계 및 제작의 품질관리와 현(現))정기검사 기준을 개선해야 한다는 점을 제안하며, Booms 파단 사고 예방대책 제시가 목적이고, 최근 1~2년 사이에 발생한 펌프카 기계적 결함 사고의 현황조사와 사고 특징을 분석하고, 펌프카 장비의 검사기준 및 조정원의 자격과 기능교육 기준 마련의 필요성 확인한다. 붐대의 안전성 확인하기 위해서는 선행연구의 구조적 안전성 평가와 최대응력 부위에 대한 선행연구의 유한요소 해석모델 자료를 재분석하고, 2단 붐이 타설중 가장 많은 힘을 받는지와 파괴 가능성을 확인한다. Booms의 유한요소 모델 해석 결과 펌프카는 타설 과정에서 진동으로 피로 하중을 받을 수 있다는 동적해석과 정적해석 재검토 결과 가장 취약한 부위는 2단 붐이었으며, 2st 붐은 제작단계에서 부재 두께를 증가시키고, 상단부에 철판 보강을 권장한다. 펌프카 사고를 방지하기 위해서는 제조사는 생산단계에서 2st Boom 상단에 보강판 부착이 필요하고, 정기검사 비용 현실화와 비파괴 검사를 의무 검사로 반영이 필요하다고 제언한다.

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