• 제목/요약/키워드: 실린더 응력

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최소민감도이론에 의한 조인트 부재의 공차설계 (Joint Tolerance Design by Minimum Sensitivity Theorem)

  • 임오강;류재봉;박배준;이병우
    • 전산구조공학
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    • 제11권1호
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    • pp.161-170
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    • 1998
  • 길이가 긴 원통형 실린더를 구성하는 데에 사용될 조인트 부재에 대한 공차설계를 수행하였다. 즉, 원통형 실린더를 체결할 때 사용되는 조인트 부품 가운데 스터드 볼트를 최소 민감도해석에 의해 공차설계를 하였다. 조인트 부재의 공차설계를 위한 최소 민감도 해석에 의한 정식화는 목적함수가 폰 마이세스 응력의 공차에 대한 민감도이고, 여러 부등호 제약식 중에서 자중이 부등호 제안식에 포함된다. 조인트 부재의 경우 자중에 대한 타당한 부등호 제안식을 설정하기 위하여 우선 확정적인 경우에 대한 최적설계를 수행하여 그 범위값을 선정하였다. 원통형 부재의 구조 응답은 축대칭 유한요소로서 구조해석을 수행하여 제안식을 설정하였으며, 직접미분에 의해서 설계 민감도를 구하여 ,최적화 알고리즘과 결합하여 최적의 공차를 제시하였다.

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원형 실린더를 지나는 난류 유동장의 직접수치해석과 큰 에디모사를 위한 스케일 간 상호작용 연구 (DNS and Analysis on the Interscale Interactions of the Turbulent Flow past a Circular Cylinder for Large Eddy Simulation)

  • 김택근;박노마;유정열
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1801-1806
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    • 2004
  • Stochastic nature of subgrid-scale stress causes the predictability problem in large eddy simulation (LES) by which the LES solution field decorrelates with field from filtered directnumerical simulation (DNS). In order to evaluate the predictability limit in a priori sense, the information on the interplay between resolved scale and subgrid-scale (SGS) is required. In this study, the analysis on the inter-scale interaction is performed by applying tophat and cutoff filters to DNS database of flow over a circular cylinder at Reynolds number of 3900. The effect of filter shape is investigated on the interpretation of correlation between scales. A critique is given on the use of tophat filter for SGS analysis using DNS database. It is shown that correlations between Karman vortex and SGS kinetic energy drastically decrease when the cutoff filter is used, which implies that the small scale universality holds even in the presence of the large scale coherent structure.

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선박용 엔진 프레임 박스의 구조해석을 위한 기구학적 분석 (Kinematic Study for the Structural Analysis of the Frame Box of Vessel Engines)

  • 이재훈;최종호;조진래;이인수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.565-572
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    • 2007
  • 본 논문에서는 S60MC-C 선박용 다실린더 엔진의 구조해석을 위한 기구학적인 분석에 대해 서술하였다. 구조해석을 위해 프레임박스에 작용하는 측력과 크랭크 저널베어링에 작용하는 반력이 필요하다. 각각의 동적인 작용력을 구하기 위해, 선박용 엔진 내부의 구동부를 마찰이 없는 평판의 운동으로 가정하고, 단실린더에 대해 동역학적인 평형관계를 이용하여 엔진 구동시의 크랭크 각도별 작용력을 구하였다. 단실린더에서의 하중조건을 바탕으로 특정 시점에서 각각의 실린더에 작용하는 하중을 구하기 위해 크랭크암의 각도의 차이를 이용하였다. 구조해석을 위해 프레임박스의 응력 변화에 큰 영향을 줄 것으로 판단되는 8개의 각도를 선정하였다.

나선형 철근 및 섬유에 의하여 동시에 구속된 원형 콘크리트 실린더의 거동 (Behavior of Circular Concrete Cylinders Confined with Both Steel Spirals and Fiber Composites)

  • 이정윤;오영준;정훈식
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.175-184
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    • 2004
  • 횡방향철근에 의하여 구속된 기존의 철근콘크리트 부재를 섬유에 의하여 보수$\cdot$보강할 경우에 그 부재는 철근과 섬유에 의하여 동시에 구속된다. 이렇게 두 가지 재료에 의하여 복합구속된 콘크리트의 거동은 구속재료의 응력-변형률 곡선 및 구속압에 따라서 달라진다. 이 논문에서는 나선형철근과 섬유에 의하여 동시에 구속된 24개의 실린더 실험을 통하여 복합재료에 의하여 구속된 콘크리트의 거동을 분석하였다. 실험에 의하면 복합재료에 의하여 구속된 콘크리트의 거동은 한 가지 재료만에 의하여 구속된 콘크리트의 거동과 큰 차이를 나타냈다.

온라인 컴퓨터 시스템에 의한 실린더내 충돌분류의 통계학적 난류특성 연구 (Study on the statistical turbulence characteristics of cross jets in the cylinder by on-line computer system)

  • 노병준;박종호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.876-891
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    • 1988
  • 본 연구에서는 실린더내의 혼합유동을 고찰하기 위하여 두 분류를 충동 유동 시켜 충돌 후 혼합 유동 상태를 온라인 측정 시스템에 의하여 계측하였다.실린더내 의 난류에 의한 혼합현상을 구명하기 위하여 혼합영역을 중심으로 3차원유동 성분들의 평균속도, 난류응력 등을 측정하여 일반 자유분류의 반실험식과 비교 검토하였으며, 본 실험 결과에 잘 일치하는 반실험식을 가정식으로부터 컴퓨터에 의한 점근적 방법으 로 구하였다.

RC 기둥 보강을 위한 새로운 강판 보강기법 및 수정 연속체 모델 (A new steel jacketing method for RC columns and a modified constitutive model of jacketed concrete)

  • 태기호;최은수
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.675-681
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    • 2008
  • 본 연구에서는 강자켓을 이용하여 RC 기둥을 보강하는 기법으로 분리되지 않은 스테인리스-강자켓으로 보강된 콘크리트 공시체를 제작하여 횡방향 구속응력을 적용시켜 보강 하는 방법을 제안하였다. 제시된 기법의 성능을 평가하기 위해 1.0, 1.5 및 2.0 mm 두께로 제작된 강판을 변수로 하여 3개의 무보강과 9개의 보강 콘크리트 공시체를 제작하였다. 횡방향 구속응력 도입을 위해 클램프가 사용되었으며 보강된 시 편과 보강되지 않은 시편의 압축실험의 결과가 비교 분석 되었다. 실험결과 보강 강판의 두께가 증가할 수 록 압축강도가 증가했으며, 강자켓과 콘크리트는 복합거동을 하지 않으며, 실린더 중앙부가 팽창되는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 실험 데이터로부터 얻은 콘크리트 공시체의 응력-변형률을 Li의 연속체 모델로 재현하여 비교 분석하였다. Li의 제안모델은 콘크리트 공시체의 항복 후의 거동에서는 오차가 커 적용이 어려움에 착안하여 수정된 Li 모델을 제안하였다. 수정된 Li 모델은 Li 모델에서 항복 후 영역의 n 값을 수정하여 얻어졌으며, 이 모델은 콘크리트의 항복 전 그리고 항복 후에도 실험값과 유사하게 재현됨을 알 수 있었다. 이로써 Li 모델의 n 값을 적절히 조절하면 실험값을 재현하는데 긍정적으로 쓰일 것으로 판단된다.

실린더에 존재하는 축방향 표면균열에 대한 공학적 J-적분식 (II) - 최적참조응력에 기초한 방법- (Engineering J-Integral Estimation for Internal Axial Surface Cracks in Cylinders (II) -Optimised Reference Stress Based Estimation-)

  • 김진수;김윤재;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권11호
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    • pp.2442-2449
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    • 2002
  • This paper provides an reference stress based J estimation equation fur cylinders with finite internal axial surface cracks under internal pressure. In part 1, the J estimation equation based on deformation plasticity using Ramberg-Osgood (R-0) materials is proposed. In this paper, the developed CE/EPRI -type solutions ale then re-formulated based on the reference stress concept. Such a re-formulation provides a simpler equation for J. estimation are then further extended to combined internal pressure and bending. The proposed reference stress based J estimation equation is compared with elastic-plastic 3-D FE results using actual stress-strain data for a Type 304 stainless steel. Good agreement between the FE results and the proposed reference stress based J estimations provides confidence in the use of the proposed method to elastic -plastic fracture mechanics of pressurised piping.

굴삭기의 정적/동적 응력 및 구동 특성 계측 (Measurement of Static and Dynamic Stress and Motion Characteristics of Excavators)

  • 김규성;정준모;장영식;최익흥;이준희
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.473-478
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    • 2003
  • This paper presents static and dynamic measurement of the stress and motion characteristics for crawler type excavators. Eight scenarios were prepared for static measurement based on two extreme digging positions, maximum digging reach position and maximum digging force position. The measured items for static motion included stress, cylinder pressure, cylinder stroke and digging force. The measured static stresses showed that asymmetric digging force acting on a bucket induced higher stress level than symmetric one. The measured static pressures and digging forces also agreed with design pressures and design digging forces, respectively. The dynamic measurement was performed for two types of motion, that is, simple reciprocation of each cylinder and actual digging motion. The measured items for dynamic motion were stroke and pressure of each cylinder, stresses on the working device and acceleration on the upper plate of an arm. The measured data showed that the natural frequency of the excavator highly depended on the hydraulic stiffness of cylinders. Digging motion tests revealed that digging motion was closer to static motion rather than dynamic one.

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유한요소해석과 실험에 의한 유압 윈치 드럼의 응력 계산 및 수명 예측 (Life Prediction and Stress Evaluation of Hydraulic Winch Drum by Finite Element Analysis and Experiment)

  • 이기천;박제인;남태연;최종식;박종원;이용범;제영기;이재환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제57권5호
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    • pp.254-261
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    • 2020
  • The structural safety of hydraulic winch drum and the gears are estimated by the Finite Element Analysis (FEA) and the winch operation experiment. The mesh convergence test is performed and the applied force is the pressure on the drum converted from the rope tension in working condition. The stress of the drum calculated from the strain values of the winch operation experiment shows the agreement with that from the FEA. Most stress values are under the yield strength except for the small hole made for the wire rope fixation. The life of bearings in the drum is calculated using the life prediction formula with the reaction forces from the operation load. One of the two ball bearings shows the short life for impact condition, yet the real prototype winch system shows more life than the numerical value.

파랑충격력에 의한 원형실린더구조물의 구조응답평가 (Evaluation of Structural Response of Cylindrical Structures Based on 2D Wave-Tank Test Due to Wave Impact)

  • 이강수;하윤진;남보우;김경환;홍사영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.287-296
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    • 2020
  • 본 연구에서는 2D 조파수조를 통해 수행된 모형시험결과를 기반으로 원형실린더에 분포하는 파랑충격압력을 시간에 따라 계측하고 이를 CFD해석 결과와 비교하였다. 전산유체역학 해석을 통해 파랑충격력에 직접평가법에 관한 효용성을 확인할 수 있었고, 실험으로부터 구한 파랑충격 시계열 데이터를 그대로 원형단면을 갖는 실제 해양구조물의 부재에 적용하였다. 실린더에 분포하는 변위 및 응력의 특성과 특이점이 바뀌는 것을 확인하였고 실제 시계열을 적용하는 것이 해양구조물의 강도평가를 보다 정확하게 평가할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 선수부에 요구되는 외판의 최소선급규정에 따른 두께 경험식들을 분석하여 적용하고자 하였다. 동일한 재료 물성치를 갖는 강재에 관해 선수외판에 요구되는 구조물의 최소두께와 원형단면 부재에 요구되는 최소두께를 비교·분석하였고 이를 통해 NORSOK standard에 제시되어 있는 구조물의 손상기준을 활용하여 허용 두께치를 추정하고자 하였다. 특히 해양구조물의 갑판충격력(wave in deck)의 경우 이와 관련된 경험식이나 최소두께 요구사항들이 정립되어 있지 않기 때문에 본 연구를 통해 파랑충격력에 따라 요구되는 판재의 최소두께를 제안하고자 하였다.