• 제목/요약/키워드: 실험적 모드해석

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암석의 전단 파괴인성 측정에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Mode ll Fracture Toughness Determination of Rock)

  • 윤정석;전석원
    • 터널과지하공간
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    • 제13권1호
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    • pp.64-75
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    • 2003
  • 본 연구에서는 2001년 Bakers와 Stephansson이 제안한 Punch Through Shear Test를 소개한다. 본 연구의 목적은 대전화강암을 사용하여 이 시험법이 암석의 전단 모드 파괴 인성 측정법으로서의 적합성을 알아보는 것이다. 또한, 전단모드 파괴인성을 구하기 위한 최적의 시료형상을 결정하고 전단모드 파괴인성과 봉압과의 관계를 규명하였다. 시험결과, 인장 파괴에서와 같이 거친 파괴면이 형성되지 않고 전단을 받았음을 알 수 있는 부드러운 파괴면이 관찰되었다. 시료형상에 대한 연속체 해석과 입자유동 해석 그리고 균열전파 시뮬레이션을 수행한 결과 시료내부에서 일어나는 균열의 발생은 주로 전단모드이고 이러한 전단균열들로 인해 시료의 파괴가 발생함을 입증할 수 있었으며, 결과적으로 Punch Through Shear Test는 암석의 전단모드 파괴인성 측정법으로서 적합함을 입증할 수 있었다.

액체로켓엔진 시스템 해석 기술 소개 (Introduction to Systems Analysis Technique for a Liquid Rocket Engine)

  • 조원국;박순영;김철웅
    • 항공우주기술
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    • 제13권1호
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    • pp.70-75
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    • 2014
  • 액체 로켓 엔진에 대한 에너지 밸런스 해석, 모드 해석, 비정상 해석 프로그램을 소개하였다. 유사 프로그램에 대한 결과, 공개된 실험 결과와 비교하여 해석 방법을 검증하였다. 에너지 밸런스 해석은 초기 개발 단계에서 활용된다. 모드 해석은 엔진 작동 조건, 시험조건 설정 및 엔진 성능 분산 분야에 활용된다. 비정상 해석을 통하여 추진제 유량, 추력, 비정상 조건에 대한 임펄스를 예측할 수 있다. 비정상 해석은 시동/종료 시퀀스 설정에 필수적이다. 본 해석 프로그램들은 한국형 발사체 엔진 개발에 활용될 것이다.

외팔보의 동적응답과 진동모드 분석 (An Analysis of the Dynamic Response and Vibrational Mode for the Cantilevered Beam)

  • 김예현;고영준;강병용;장호경
    • 한국음향학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.16-23
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    • 1997
  • 강제진동에 의한 외팔보의 동적응답과 진동모드를 연구하였다. Bernoulli-Euler 이론과 유한요소법을 이용하여 외팔보의 고유진동수와 진동모드를 수치해석하고 실험으로 측정하여 비교하였다. 가진주파수를 1Hz에서 70Hz까지 변화시켜 외팔보의 1차, 2차 공진주파수를 구하고, 응답위치에 따른 진동 변위를 측정하여 진동모드를 살펴보았다. 실험결과에서 외팔보의 절점(node)이 1차모드에서는 0.2차모드에서는 0,0.786으로 측정되었다. 외팔보의 공진주파수와 진동모드에 대해 이론적으로 예상했던 결과와 실험으로 측정한 결과가 거의 일치하였다.

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송전철탑 부분축소모형의 실험적 연구 (Experimental Study of Steel Transmission Tower using Partially Scaled Model)

  • 김종민;김승준;박종섭;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.335-344
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    • 2010
  • 본 논문에서는 실험적 연구를 통해 송전철탑의 극한 거동을 규명하고 보-트러스 구조해석모델의 적합성을 평가하였다. 해석적 연구를 통해 충분히 검증된 송전철탑의 부분 축소 모형을 실험체로 제작하였으며, 이를 극한파괴가 발생할 때 까지 수평방향으로 가력하였다. 그 결과 기존 연구에서 제안된 구조해석모델을 실험적으로 검증하였으며, 송전철탑의 극한 내력 또한 해석적 연구 결과와 잘 부합하는 것으로 판명되었다. 그리고 각재부 및 각재부 제1윗절간 주주재에서 파괴가 일어난 후 인접 부재로 전이되는 송전철탑 구조물 파괴 모드의 유사성을 확인하였다.

금속 성형 공정의 준정적 변형 예측을 위한 외연적 시간 적분 유한 요소법의 적용성 연구

  • 유요한;양동열
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.192-197
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    • 1995
  • 소재의 손실을 최소한 줄이면서 원하는 형상의 제품을 가공하는 가장 기본적인 금속 가공 방법은 금형을 이용하는 금속 성형(metal forming)이다. 본 논문에서는 준정적 금속 성형 문제 해석 에대한 외연적 시간 적분 유한 요소법의 적용성을 평가 하기 위하여 변형모드가 복잡한 박판튜브 (thin-walled tube)의 좌굴문제를 해석하여 변형과정이 이론 및 실험결과와 비교적 잘 일치하는지 살펴보기로 한다. 또한 준정적 금속 성형 문제 해석에 외연적 시간 적분 유한 요소법을 사용할 때 계산 시간을 줄이기 위하여 많이 사용되는 가압속도 조절법(loading velocity control technique) 의 타당성을 평가하기 위하여 박판 튜브와 중실 실린더(solid cylinder)의 변형 속도에 따른 변형 모드의 변화를 비교 관찰하여 기하학적 형상에따른 가압속도 조절법의 적용 가능 여부를 분석하여 보겠다.

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로마킨효과를 고려한 다단터빈펌프의 동특성 해석 (Rotordynamic Analysis of a Multistage Turbine Pump Considering the Lomakin Effect)

  • 이동환;김영철;최상규;이안성
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.276-281
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    • 1995
  • 마모씨일과 발란스디스크에서의 로마킨효과가 3600rpm에서 운전되는 14단 터빈펌프의 동특성에 미치는 영향을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 14단 터빈펌프 시제품 해석을 위한 유한요소 모델링 및 해석결과는 실험적 모드해석을 통하여 5% 이내의 오차로 검증되었다. 2. 마모링 및 밸런스 디스크의 로마킨효과를 고려하였을 때 시제품 펌프의 위험속도는 그렇지 않았을 때에 비하여 1차의 경우 약 50% 상승하나 고차의 경우는 그 영향이 미미하였다. 그런데 1차 위험속도가 운전속도와 밀접한 관련이 있으므로 설계시 로마킨효과는 반드시 고려되어야 한다. 3. 마모링 및 밸런스디스크의 설계변경에 의하여 시제품 펌프의 강성을 변화시킬 경우 위험속도가 크게 변화하는 것으로 나타났다. 이를 이용하면 펌프의 심각한 구조변경 없이도 씨일의 적절한 설계에 의하여 임펠러 깃등의 고조화성분을 포함한 유해한 진동을 회피하는 동특성 설계가 가능하다. 향후 계속 연구사업으로서 씨일의 동특성 해석코드 개발 및 Wet Test를 통하여 본 연구결과를 검증하고 그 결과를 다단 터빈 펌프의 동특성 설게에 적용하여 고압 다단 터빈 펌프의 독자적 개발에 활용코자 한다.

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연립변형모드 구성된 복합재료의 파괴역학적 거동에 관한 연구 (A Study on Fracture Bahavior of Composite Material Subjected to Simultaneous Deformation Mode)

  • 김상철
    • 콘크리트학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.179-187
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    • 1997
  • 콘크리트는 여러 구성 성분들이 불규칙적인 배열을 이루어 형성된 복합재료이지만, 과거에는 이 재료를 하나의 단종재료로 간주하여 해석하였기 때문에, LEFM에서 사용되는 파괴인성계수만으로는 콘크리트의 파괴역학적 접근이 어렵다는 것 이외에는 파괴인성계수들의 크기의존성에 대한 이유라든가, 실험을 통해서 관측된 구조물 두께 방향으로의 서로 다른 깊이의 균열 진행 현상에 대해서는 설명하기가 어려웠다. 따라서 본 연구는 콘크리트를 하나의 복합재료로써 각각의 구성요소들이 차지하고 있는 체적비 및 배열상의 효과를 고려하여 복합재료의 파괴거동을 해석하고, 구성재료의 수와 파괴인성계수와의 상관관계를 분석하였다. 각각의 구성요소들을 연립변형모드( SD mode)로 배열시킨 조건에서 복합재료역학개념에 입각하여 해석한 결과, 일반적으로 실험이나 비선형파괴역학 해석과 같이 하중-변위곡선 상단부에서 비선형 거동이 관측되었다. 또한 임계응력확대계수( $K_IC$)나 파괴에너지($G_r$)는 구성원의 수나 보의 크기에 대해서 거의 무관한 값을 나타내지만, 임계군열선단개구변위 ($CTOD_c$)는 크기에 영향을 받음을 보여 주었다. 균열의 진행속도는 균열이 진행될수록 감소하며, 파괴인성이 작은 구성원에서부터 균열이 발생되어 결과적으로 보의 두께 방향으로 서로 다른 크기의 균열길이가 생성됨이 관측되었다.

Optocoupler 궤환이 있는 오프라인 전류모드제어 플라이백 변환기의 동특성 분석과 제어기 설계 (Dynamic Analysis and Control Design of Off-Line Current-Mode-Controlled Flyback Converters with Optocoupler Feedback)

  • 정경수;최병조
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.170-172
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    • 2007
  • 본 논문은 optocoupler를 사용하여 궤환단을 절연한 오프라인 플라이백 변환기의 설계와 해석에 중점적인 목적을 두었으며, 부가적으로 궤환단을 절연하지 않은 구조를 가지는 전류모드제어 플라이백변환기와 optocoupler로 궤환단을 절연한 구조를 가지는 전류모드제어 플라이백 변환기의 상관관계를 분석하였다. 설계와 해석을 하기 위해 PSIM 시뮬레이터를 사용하여 PSIM 모델을 제시하였으며, 제시한 PSIM 모델은 110$\sim$220V 오프라인 전원을 입력하여 10V/5A의 출력을 가지는 50W 오프라인 전류모드 플라이백 변환기의 설계와 실험을 통하여 높은 정확성과 사용의 용이성을 확인하였다.

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대심도 지하공동에 발생하는 암반의 팽창 및 스폴링 현상 모델링 (Modeling of rock dilation and spalling in an underground opening at depth)

  • 조남각;이용주
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.31-41
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    • 2010
  • 본 연구에서는 실험 및 수치해석적인 접근방법을 통하여 대심도 과지압 구간에서 발생하는 암반의 스폴링(spalling) 및 팽창모드에 대한 모델링 기법을 연구하였다. 이에 대한 실험적 접근 방법으로서 축 방향 압축을 받는 직사각형 인공암석보(beam)에 4점 휨 시험을 결합한 축방향 압축 휨 시험을 수행하여 대심도 지하공간의 응력모드와 유사한 조건 하에서의 암석의 균열 팽창 및 스폴링 과정을 고찰하였다. 또한, 수치해석적 접근방법으로서 기존의 연속체 해석으로는 모사하기 힘든 암석의 균열과정 및 팽창특성을 개별 입자해석 프로그램인 PFC2D를 이용하여 모델링 하였다. 본 연구 결과 휨 실험에서 구한 팽창시점은 스폴링에 요구되는 응력수준을 평가하는데 중요한 지표가 됨을 알 수 있었으며, 또한 수치해석 결과도 유사한 결과를 모사할 수 있음을 보여주었다.

압전 변압기의 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis of piezoelectric transformer)

  • 주현우;이창환;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.153-155
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    • 2001
  • 본 논문에서는 유한 요소법을 이용하여 계산한 압전체의 임피던스 및 기계적인 변위값을 실험적으로 검증하였으며 이를 압전 변압기에 적용하여 압전 변압기의 공진 특성 즉 전기적인 임피던스 및 공진 모드를 해석하였다. 압전 변압기가 공진 모드에서 동작될 때 압전체의 손실을 결정하는 인자인 기계 품질 계수($Q_m$) 및 유전 손실 인자( $tan{\delta}$)를 유한 요소법을 통해 계산하였으며 이를 이용하여 압전 변압기의 기계적인 진동에 의한 손실 및 유전 손실을 계산하였다.

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