• 제목/요약/키워드: 연성모드해석

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물로연성된 두 직사각평판의 접수진동에 대한 수위의 영향 (Effect of Water Level on the Hydroelastic Vibration of Two Rectangular Plates Coupled with Water)

  • 유계형;권대규;정경훈;이성철
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.839-844
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    • 2003
  • The effect of water level on the free vibration of a partially water-filled two rectangular plates structure was investigated by experimental modal analysis and finite element analysis using ANSYS computer program. Modal parameters of two rectangular plates coupled with water were obtained by means of experiment and the FEM solutions were compared with the experimental solutions to verify the finite element model. As a result, the comparison between the experiment and FEM results showed excellent agreement. The transverse vibration modes, in-phase and out-of-phase, were observed alternately in the fluid-coupled system. The effect of water level and water gap size on the fluid-coupled natural frequency were investigated. It was found that the natural frequency of the partially water-filled two rectangular plates are not proportional to the water level, but depend on mode number of plates.

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구조물 연결부의 질량부과 효과 : SEA실험 및 해석 결과 비교 (Added Mass Effect on Structural Junction: Comparison of SEA Experimental Results with Analysis)

  • 김관주;김정태;윤태중;박봉현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.359-364
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    • 2002
  • Statistical energy method is widely used for the prediction of vibrational and acoustical behavior of complex structures, such as ship building and automobile in mid-, high frequency ranges. However. in order to convince this SEA result, it is important to verify estimated SEA parameters, e. g. modal density, energy in each subsystem, damping loss factor, coupling loss factor. with possible other method. For modal density parameter, the experimental estimations via Experimental Modal Analysis are checked with those from finite element method for both beam- plate and plate-plate cans. Loss factors are calculated by Lyon's simple method for the two subsystem. finally. modal experiments are carried out by varying the mass added on the junction of two subsystem for the purpose of investigating the influence on the coupling loss factor's behavior.

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양방향 유체-고체 연성해석을 통한 표면 위 미세날개의 진동이 열전달에 미치는 영향 분석 (A Numerical Study on the Effect of a Microfin with a Flexible Up-down Movement on Heat Transfer using a Fluid-structure Interaction (FSI) Method)

  • 박기홍;민준기;김진규;강석훈;김성진;박상후
    • 한국정밀공학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.975-983
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    • 2011
  • A microfin on a heated surface and its effects of the heat transfer has been investigated. The thickness of the fin is about 8 micrometer to allow the flexible up-down motion of the fin. Two-way complete FSI (Fluid-Structure Interaction) method has been applied for the analysis. Firstly, the deformation of a microfin due to the pulsating flow is evaluated using structure analysis. The flow and temperature patterns are predicted by CFD (Computational Fluid Dynamics) method. At each time step, using the pressure force and temperature distribution from CFD, the deformation of the wing is evaluated by FEM. Also in order to estimate the resonance probability, the natural frequency of the wing structure is calculated by modal analysis. The proposed numerical procedure was validated through experiment using a single fin. Through this work, we show that the increase of 40% in heat transfer capacity using the microfin has been compared with that of flat plate case.

Sn-40Bi-X 합금의 기계적 물성과 미세조직 분석 (Mechanical Properties and Microstructural Analysis of Sn-40Bi-X Alloys)

  • 이종현;김주형;현창용
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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    • pp.79-79
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    • 2010
  • 저온용 무연 솔더의 대표 조성으로 고려되고 있는 Sn-58Bi(융점: $138^{\circ}C$) 공정(eutectic) 조성은 우수한 강도에도 불구하고 연성(ductility) 측면에서의 문제점이 지속적으로 보고되고 있다. 따라서 이 합금계의 연성을 최대로 개선시킬 수 있으면서도 실제 상용화가 가능한 합금 조성의 개발 연구가 요청된다. 본 연구에서는 Sn-Bi 2원계 조성에서 최대의 연성을 나타내는 것으로 보고된 Sn-40Bi 조성에 미량의 합금원소를 첨가함으로써 최대의 연성을 확보하는 한편, 그 연성 특성이 변형속도에 어느 정도 민감한지를 인장 실험을 통해 결정하고자 하였다. 합금원소로는 0.1~0.5 wt%의 Ag, Mn, In, Cu를 선택하였으며, 인장 시편을 제조하여 $10^{-2}$, $10^{-3}$, $10^{-4}\;s^{-1}$의 3종류로 변형속도를 변형시켜가며 응력-변형 곡선(stress-strain curve)을 측정하였고, 조성별, 변형속도별로 최대인장강도(ultimate tensile stress, UTS) 및 연신율 결과들을 정리하였다. 합금원소를 첨가한 조성의 경우는 모든 시험 조건에서 Sn-40Bi보다 우수한 연신률을 나타내는 것으로 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$의 빠른 변형속도에서는 그 향상 정도가 상대적으로 감소하는 경향이 관찰되었다. 특히 Sn-40Bi-0.5Ag 조성의 경우 느린 변형속도에서 특히 눈에 띄는 연신률 값을 나타내며, 모든 변형속도 조건에서 가장 우수한 연성을 나타내었다. 한편 Sn-40Bi-0.1Cu 조성의 경우 변형속도에 따른 연신률의 변화 정도, 즉, 변형속도에 따른 연신률의 민감도가 매우 커 $10^{-4}\;s^{-1}$ 속도에서는 Sn-40Bi-0.5Ag에 버금가는 연신률 값이 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$ 속도에서는 가장 나쁜 연신률 특성을 보여주었다. Sn-40Bi-0.2Mn 조성은 최고의 연신률 향상 특성을 나타내지는 않았으나, In을 첨가한 경우보다는 대체적으로 우수한 연성을 나타내었다. 이상의 각 합금별 연성 특성은 인장시험 전의 미세조직 관찰 결과와 인장시험 후 파면부의 조직변화 관찰 결과로부터 해석되었다. 그 결과 석출상의 형성 여부, 인장 시험 중 재결정 조직의 형성 여부, 라멜라(lamellar) 조직의 분율과 라멜라 간격(lamellar spacing)의 정도 또는 $\beta$-Sn과 라멜라 조직 사이의 결정립계와 라멜라 조직 내 결정립계에서의 슬라이딩 모드(sliding mode) 변형 정도, 석출상의 크기와 분포 정도 등이 연신률 및 변형속도 민감도와 같은 연성 특성에 가장 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다.

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스퀼융합모델을 이용한 디스크 브레이크 스퀼 소음 연구 (Squeal Analysis of Disc Brake Using Analytical-FE Squeal Model)

  • 강재영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.6406-6411
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    • 2014
  • 본 논문은 자동차 디스크 브레이크에서 발생하는 스퀼 현상을 보다 효과적으로 해석할 수 있는 스퀼 융합모델을 소개한다. 시스템의 형상 및 진동모드 추출은 유한요소법을 따르고 각 부품별 접촉부의 기술은 수학적 모델을 이용한다. 특히 회전하는 디스크와 정지상태의 패드 간 마찰력을 수학적으로 정교하게 기술하여 이를 유한요소 운동방정식에 접목한다. 이를 통해 선형안정성의 해의 정확도를 개선한다. 또한 다양한 시스템 파라메터 연구를 통하여 접촉강성에 대한 스퀼 민감도 및 모드연성 메카니즘을 구현한다.

B, Hf, Zr첨가에 따른 $\textrm{L1}_{2}\textrm{Ni}$-20Al-10Fe 금속간화합물의 소성거동 (Plastic Behavior of $\textrm{L1}_{2}\textrm{Ni}$-20Al-10Fe Intermetallic Compounds with Microalloying Additions of B, Hf and Zr)

  • 김민철;황승준;오명훈;위당문
    • 한국재료학회지
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    • 제7권7호
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    • pp.592-596
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    • 1997
  • LI$_{2}$형 결정구조를 갖는 Ni-20at.%AI-10at%Fe 금속간화합물에 boron, zirconium 과 hafnium을 최고 0.5at.% 까지 첨가하여 항복강도, 연성, 파괴 등 기계적 성질의 변화를 인장시험과 X선분석 및 XPS분석 등을 통하여 관찰하였다. Ni-20at.% AI-10at.% Fe금속간화합물에 boron을 첨가하였을 때는 연신율의 현저한 증가가 나타났으나 zirconium이나 hafnium첨가의 경우에는 별다른 효과가 나타나지 않았다. Ni-20at.%AI-10at%Fe 금속간화합물의 경우, boron의 양이 증가할수록 인장연신율이 증가하였으며 0.1at.%의 boron을 첨가한 경우 최고 48.5%의 상온인장연신율을 나타내었다. 첨가물을 넣지 않은 경우와 zirconium과 hafnium을 첨가한 경우, 파괴모드는 입계파괴의 형태를 나타내었으나 boron을 첨가한 경우에는 파괴모드가 입계파괴에서 입내파괴로 변화되었다. XPS분석을 통하여 boron이 입계에 편석된 것을 관찰할 수 있었으며 이는 이미 제시된 여러가지 해석들과 일치하는 결과이다. 이로부터 boron의 첨가에 따른 인장연신율의 증가는 boron의 입계편석거동과 관련이 있음을 알 수 있다.

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브레이크의 스퀼 저감을 위한 로터 형상변경 파라메터 해석 (Parameter Analysis of Rotor Shape Modification for Reduction of Squeal Noise)

  • 이현영;오재응;차병규;조용구;이정윤
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.820-825
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    • 2004
  • This paper deals with friction-induced vibration of disc brake system under constant friction coefficient. A linear, finite element parameter model to represent the floating caliper disc brake system is proposed. The complex eigenvalues are used to investigate the dynamic stability and in order to verify simulations which are based on the FEM model, the experimental modal test and the dynamometer test are performed. The comparison of experimental and simulation results shows a good agreement and the analysis indicates that mode coupling due to friction force is responsible for disc brake squeal. And squeal type instability is investigated by using the parametric rotor simulation. This indicates parameters which have influence on the propensity of brake squeal. This helped to validate the FEM model and establish confidence in the simulation results. Also they may be useful during real disk brake model.

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디퓨저 베인에 의한 공진조건에서의 임펠러 구조 안정성 평가 (Structural Stability Evaluation of Impeller in Resonant condition due to Diffuser vanes)

  • 김용세;공동재;신상준;임강수;박기훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.877-880
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    • 2017
  • 원심압축기 임펠러의 블레이드는 고속회전과 정상유동 압력에 의한 정적하중이 가해진다. 동시에 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 임펠러 블레이드의 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 ANSYS를 이용한 비정상 유동 해석과 모드해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 공력-구조를 연계하는 단일방향의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 안전도를 평가하였다.

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압전 밴드 갭 구조물의 면내·외 방향 체적 탄성파 전파 특성 해석을 위한 유한요소 모델링 (Finite Element Modeling for the Analysis of In- and Out-of-plane Bulk Elastic Wave Propagation in Piezoelectric Band Gap Structures)

  • 김재은;김윤영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권8호
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    • pp.957-964
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    • 2011
  • 본 연구에서는 압전 밴드 갭 구조물(포논 결정) 에 대한 체적 탄성파의 전파 특성을 주파수 및 모드 별로 파악하기 위한 유한 요소법의 적용 방안을 제안하였다. 이를 위해 체적 탄성 진행파의 면내 모드 뿐만 아니라 면외 모드를 포함하도록 3 차원 주기 경계 조건을 고려하였다. 특히, 체적 탄성파 모드 간의 비연성 특성을 전기 분극 방향에 따라 유도한 다음, 그 결과를 유한 요소 모델링에 반영하였다. 제안된 방법은 실제 시뮬레이션을 통해 다양한 형태의 압전 밴드 갭 구조물의 파동 특성 분석에 적용될 수 있는 일반적이고 효율적인 방법임을 확인하였다.

수치해석에 의한 심수 탱크구조물의 진동에 관한 연구 (Numerical Analysis of Vibration Characteristics in Deep Water Tank)

  • 배성용
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권10호
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    • pp.791-797
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    • 2003
  • A liquid storage rectangular tank structures are used In many fields of civil, mechanical and marine engineering. Especially, Ship structures have many tanks In contact with Inner or outer fluid, like ballast, fuel and cargo tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these thin walled tanks in contact with fluid near engine or propeller are strongly affected by added mass of containing fluid. Therefore it is essentially important to estimate the added mass effect to predict vibration of the tank structures. In the previous report, we have developed numerical tool of vibration analysis of 3-dimensional tank structure using finite elements for plates and boundary elements for fluid region. In the present report, using the numerical analysis, vibrations characteristics In deep water tank are investigated and discussed.