• Title/Summary/Keyword: 비선형 유한요소해석법

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Analysis of Thermal Characteristics of Piezoelectric Transformer for Converter by Finite Element Method (유한 요소법을 이용한 컨버터용 압전 변압기의 온도 특성 해석)

  • Joo, Hyun-Woo;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.07b
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    • pp.753-756
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    • 2004
  • 최근 전자 부품으로써 널리 사용되는 압전 변압기근 고전계 구동시 야기되는 압전체의 기계적인 진동 손실 및 유전 손실에 의해 높은 온도 상승이 초래된다. 이는 압전 변압기의 동작 특성 변화를 일으키며 결국 안전 변압기의 공진 주파수의 변화 및 효율의 감소 등 비선형성의 원인이 된다. 본 논문에서는 유한 요소법을 이용한 압전 변압기의 공진 특성을 해석하였으며 이를 이용하여 압전 변압기의 기계저인 진동 손실 및 유전 손실을 계산하였다. 또한 유한 요소법을 이용한 3차원 열전달 방정식의 해석을 이용하여 암전 변압기의 온도 분포를 해석하였으며 이를 실험적으로 검증하였다.

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Evaluation of Seismic Response of Masonry Walls Strengthened with Steel-bar Truss Systems by Non-linear Finite Element Analysis (비선형 유한요소 해석에 의한 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 내진거동 평가)

  • Hwang, Seung-Hyeon;Yang, Keun-Hyeok;Kim, Sang-Hee;Lim, Jin-Sun;Im, Chae-Rim
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.25 no.4
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    • pp.20-27
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    • 2021
  • The present study presents a nonlinear finite element analysis (FEA) approach using the general program of Abaqus to evaluate the seismic response of unreinforced masonry walls strengthened with the steel bar truss system developed in the previous investigation. For finite element models of masonry walls, the concrete damaged plasticity (CDP) and meso-scale methods were considered on the basis of the stress-strain relationships under compression and tension and shear friction-slip relationship of masonry prisms proposed by Yang et al. in order to formulate the interface characteristics between brick elements and mortars. The predictions obtained from the FEA approach were compared with test results under different design parameters; as a result, a good agreement could be observed with respect to the crack propagation, failure mode, rocking strength, peak strength, and lateral load-displacement relationship of masonry walls. Thus, it can be stated that the proposed FEA approach shows a good potential for designing the seismic strengthening of masonry walls.

A Method for Vibration and Sensitivity Analysis of Structure Systems with Non-linear Characteristics (비선형 특성을 가진 구조시스템의 진동과 감도해석 방법)

  • Moon, Byung-Young;Kim, Sa-Soo;Iwatsubo, Takuzo
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.13 no.4 s.35
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    • pp.10-18
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    • 1999
  • 본 논문에서는 대형구조물의 해석에 있어서 부분구조합성법과 섭동법을 이용하여 복잡한 비선형시스템의 해석방법을 제안하였다. 해석방법은 전체시스템을 먼저 몇 개의 분계로 분할한다. 각 분계의 운동방정식에 비선형항이 존재하여도 전체시스템의 지배적 진동모드는 선형모드라는 가정하에 이 시스템의 각 분계를 모드좌표로 변환한다. 이때, 비선형항은 근사적으로 변환한다. 그리고 섭동법을 이용하여 각 분계의 모드좌표방정식은 섭동좌수별로 정식화되어 순차적으로 구해진다. 비선형의 감도는 비선형계수로 정의되고, 그에 상응하는 강성에 의해 구해진다. 제안된 해석방법으로 비선형회전체, 비선형 베어링-페데스탈로 구성된 대형시계구조물의 진동을 해석하였다. 해석방법의 유효성을 평가하기 위해 응답의 정도와 계산소요시간을 유한요소법의 결과와 비교 분석하였다.

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Analysis of Contact Problem of Mating Gear Teeth Taking Account of Friction on the Involute Surface (마찰을 고려한 치차의 접촉 문제 해석)

  • 이대희;최동훈
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.1118-1127
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    • 1989
  • 본 연구에서는 두 치차사이의 접촉 문제를 해석하기 위하여 마찰을 고려한 수직 하중과 접선 하중이 동시에 작용하는 경우에서의 접촉 문제를 수식화하였다. 그리고 두개의 원통의 접촉으로 가정함이 없이 실제적인 인벌루우트 곡면간의 접촉 문제를 해석하기 위하여 유한 요소법을 사용하였으며 비선형 연립 방정식으로 수식화된 된 접촉 문제를 효과적으로 풀기 위하여 최적화 기법을 이용한 산법을 제시하였다. 이때 마찰을 고려한 치차의 접촉 문제 해석에 필요한 수직 압력 분포는 이 등에 의하여 이루어진 결과를 이용하였다. 제시한 산법에 의하여 마찰을 고려한 두 치차의 접촉 문제를 해석하여 치차 손상의 중요한 원인중의 하나인 피팅(pitting) 현상을 유발하는 실제적인 조건을 고려함으로써 자동화 및 정밀화 되어가는 기계의 중요한 부품으로서 치차의 정밀 설계를 하기 위한 정확한 자료를 제시하였다.

Electromagnetic Analysis of ACPD Method Using Eddy Current Induction (와전류를 이용한 교류전위강하법의 전자기적 해석)

  • Lim, Geon-Gyu;Lee, Hyang-Beom;Lee, Dal-Ho
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 2007.08a
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    • pp.231-234
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    • 2007
  • 와전류를 이용한 전위강하법은 시험체에 와전류를 비 접촉식으로 발생 시킬 수 있어 기존의 방식에 비해 결함 검출시 발생하는 오차를 줄일 수 있고 물체의 결함 검출신호의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전위강하법의 전자기 유한요소해석을 수행하였다. 3차원 유한요소해석과정에서 해석시간을 단축시키기 위해 각 영역별로 MVP, ESP, RMSP, TMSP의 미지수 변수를 부여하여 유한요소해석을 수행하였다. 기존의 전위강하법에 와전류의 개념을 적용하기 위해서 주파수에 대한 결함 깊이의 영향과 결함에 대한 주파수에 대한 영향을 검토해본 결과 결함의 깊이가 깊어질수록 또한 높은 주파수에서 신호의 크기가 선형적으로 증가하는 패턴을 보였다. 연구결과 와전류를 이용하여 ACPD법을 시행할 경우 데이터 처리 과정과 실험 장비를 단순화 시킬 수 있어 결함 검사를 손쉽게 할 수 있을 것이라 예상된다.

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有限解析法에 의한 流動解析

  • 강신영
    • Journal of the KSME
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    • v.23 no.3
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    • pp.200-206
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    • 1983
  • FAM의 기본적인 구상은 해석 하고자하는 선형 또는 비선형 편미분 방정식을 국부적으로 해석 적인 해를 구하여 이용하자는 것이다. 그러기 위하여 유한차분법(FDM)과 유한변분법(FEM)에 서와 같이 전체유동장을 작은 요소로 나누고 그 요소 내에서 국부해를 구한 다음 이들 요소를 중첩시킴으로써 각 요소의 미지수에 대한 대수식을 얻어서 수치해를 구하자는 것이다. 그러나 FDM에서와 같이 국부요소에서 미분항을 구하지 않고, FEM 에서와 같이 요소에서 형상함수를 도입하지 않는 상태에서 해석적인 해를 구하고 있기 때문에 수치해석에서 얻어지는 미분양들은 비교적 정확하게 구해진다. 따라서 Navier-Stokes 방정식이나 에너지 방정식에서 최고차항이 작은 파라메타, 즉 레이놀즈수나 피크리수의 역수로 곱하여서 있는 경우에도 안정된 해를 구할 수 있다고 알려져 있다. 요소자체의 계수를 구하는 데는 계산시간이 많이 소요되지만 수치해석 상의 안정성이나 수렴성이 좋기 때문에 전체계산시간은 오히려 적게 걸리는 경우도 있다고 한다.

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Buckling Behaviors of Single-Layered Lattice Dome under Radial Uniform Loads (등분포 중심축 하중을 받는 단층래티스돔의 좌굴거동)

  • Kim, Choong-Man;Yu, Eun-Jong;Rha, Chang-Soon
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.28 no.1
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    • pp.53-61
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    • 2015
  • This paper presented the nonlinear behaviors of the single-layered lattice dome, which is widely used for the long-span structure system. The behaviors were analysed through the classical shell buckling theory as the single-layered lattice dome behaves like continum thin shell due to its geometric characteristics, and finite element analysis method using the software program Nastran. Shell buckling theory provides two types of buckling loads, the global- and member buckling, and finite element analysis provides the ultimate load of geometric nonlinear analysis as well as the buckling load of Eigen value solution. Two types of models for the lattice dome were analysed, that is rigid- and pin-jointed structure. Buckling load using the shell buckling theory for each type of lattice dome, governed by the minimum value of global buckling or member buckling load, resulted better estimation than the buckling load with Eigen value analysis. And it is useful to predict the buckling pattern, that is global buckling or member buckling.

Analysis and Design of Shoes Using Non-Linear Finite Element Method (비선형 유한요소법을 이용한 신발 해석 및 설계)

  • Kim, B.S.;Moon, B.Y.
    • Elastomers and Composites
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    • v.38 no.3
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    • pp.195-205
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    • 2003
  • This paper presents an analytic method and a design technique for golf shoes with air-cycled pump in the midsole. The golf shoes are modeled using the finite element method for better design by considering the configuration of the midsole and the outsole, which compose the golf shoes. Also the optimum size and shape of air-cycled pump in the midsole is examined. The values or standard human pressure for boundary conditions are adopted for the FEA(Finite Element Analysis). The unknown constants of the strain energy function of Ogden type are observed in accordance with the axial tension test. By the commercial FEM software for nonlinear analysis, MARC V7.3, the strains and the values of volume change for the midsole and the outsole are obtained, respectively. It can be concluded that results obtained by FEM in the midsole and the outsole are different depending on the characteristic of elastomer The results reported herein provide better understanding of analyzing the golf shoes. Moreover, it is believed that those properties of the results can be utilized in the shoes industry to develop the effective design method.

Finite Element Simulation of a Superplastic Sheet Metal Forming Process with a Pressure Cycle Control Algorithm (초소성 박판 성형 공정의 유한 요소 압력 제어 해석)

  • 한수식;양동열;이종수
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1563-1571
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    • 1991
  • 본 연구에서는 가상일 원리로 부터 유한 요소 수식화를 updated-Lagrangian 형태로 유도하였으며, 유도된 수식화를 연속체 유한 요소로 유한 근사화 하였다. 이 때 초소성 재료의 거동은 비압축성, 비선형 점성 유ㄷ옹으로 묘사하였다. 유한 요소 프로그램은 성형 기구 해석과 하중 압력을 제어하는 기법으로 구성되어 있으며 하중 압력의 제어는 성형 시간이 최소가 되게 하기 위하여 변형률 속도 민감 계수가 최대가 되고, 국부 변형에 의한 두께 감소를 방지하며 변형률 속도는 일정하게 유지되면서 성 형이 될 수 있도록 하였다. 즉 하중 압력 제어는 상당 변형률 속도가 최대가 되게하 여 성형 시간을 최소화하게 구성하였다.개발된 유한 요소 프로그램은 정수압 벌징 가공에 적용하였으며 최적 압력 시간 선도, 성형 형상, 두께 및 두께 변형률 분포, 상 당 변형률 분포 등을 구하였다.

A Simplified Analysis Method for Determining an Optimized Initial Shape of Cable-Stayed Bridges (사장교의 최적 초기형상 및 무응력길이 결정을 위한 간략해석법)

  • Jung, Myung Rag;Park, Se Woong;Min, Dong Ju;Kim, Moon Young
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.36 no.6
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    • pp.947-954
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    • 2016
  • A simplified analysis method is first proposed in order to determine an optimized initial shape of cable-stayed bridges including all unstrained element lengths without using complicated nonlinear FE analysis. The unstrained-length based FE method is then presented using the unstrained lengths by the simplified analysis. To demonstrate validity and accuracy of the proposed method, Incheon bridge model having the fabrication camber is constructed and initial shaping analysis is performed using the presented method and commercial finite element analysis program, MIDAS. Resultantly it is shown that the initial solutions by the proposed algorithm are well optimized and in good agreement with those by MIDAS except for axial displacements of the main member.