• 제목/요약/키워드: 외연적, 내연적 유한요소해석

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외연적 강소성 유한 요소법을 이용한 2차원 박판 성형 공정의 해석

  • 안동규;정동원;양동열
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.57-62
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    • 1992
  • 박판 성형 공정에서는 복잡한 실제 차체판넬을 금형설계단계에서 빠르고 효율적으로 해석하기 위해 평면 변형 문제로 취급할 수 있는 많은 국부 단면들에 대해 단면 해석방법이 쓰이고 있다. 최근에 박박이론 및 굽힘 에너지가 보강된 박막 요소에 근거한 내연적 강소성 유한 요소 해석이 많이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 박판 성형 공정의 단면 해석을 위해 외연적 강소성 유한 요소법을 사용하였고, 접촉처리는 직접적 시행착오법을 사용하였다. 또한 본 연구의 적합성을 보이기 위해 평면 변형을 가정한 실린더형 펀치 스트레칭과 트렁크 리드 대칭 단면을 해석하였다.

외연적과 내연적 유한요소법에 의한 자동차 로어암의 하이드로포밍 공정해석 (Analysis of Hydroforming Process for an Automobile Lower Arm by Using Explicit and Implicit FEM)

  • 김정;최한호;강범수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권9호
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    • pp.74-81
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    • 2002
  • Recently tube hydroforming has been widely applied to the automotive industries due to its several advantages over conventional methods. In this paper, attention is paid to comparison of an implicit and an explicit finite element method widely used for numerical simulation of a hydroforming process. For an explicit FEM, a huge amount of computational time is required because of the very small time increment to solve a quasi-static problem. Hence, when an explicit FEM is used fDr a hydroforming process, it is general to convert the real problem to a virtual problem with a different processing time and mass density by appropriate scaling factor. However it is difficult to figure out how large the scaling should be adopted enough to ignore the dynamic effects and maintain the desired accuracy. In this paper, the comparison of the results obtained from both methods focus on the accuracy of the predicted geometrical shape and the stress with various scaling factors which are applied to analyze hydroforming process of an automobile lower arm.

차체 스템핑공정을 위한 스텝형식의 내연적/외연적 결함 유한요소해석 (Step-wise Combinded Implicit/Explicit Finite Element Simulation of Autobody Stamping Processes)

  • 정동원;양동열
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권12호
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    • pp.86-98
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    • 1996
  • An combined implicit/explicit scheme for the analysis of sheet forming problems has been proposed in this work. In finite element simulation of sheet metal forming processes, the robustness and stability of computation are important requirements since the computation time and convergency become major points of consideration besides the solution accuracy due to the complexity of geometry and boundary conditions. The implicit scheme dmploys a more reliable and rigorous scheme in considering the equilibrium at each step of deformation, while in the explict scheme the problem of convergency is elimented at thecost of solution accuracy. The explicit approach and the implicit approach have merits and demerits, respectively. In order to combine the merits of these two methods a step-wise combined implici/explicit scheme has been developed. In the present work, the rigid-plastic finite element method using bending energy augmented membraneelements(BEAM)(1) is employed for computation. Computations are carried out for some typical sheet forming examples by implicit, combined implicit/explicit schemes including deep drawing of an oil pan, front fender and fuel tank. From the comparison between the methods the advantages and disadvantages of the methods are discussed.

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고무패드 변형의 3차원 유한요소해석 (Three-dimensional Finite Element Analysis of Rubber Pad Deformation)

  • 신수정;이태수;오수익
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권1호
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    • pp.121-131
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    • 1998
  • This paper applies the FE analysis procedure, developed in the Part I of the companion article, to the three-dimensional rubber pad deformation during rubber-pad forming process. Effects of different algorithms corresponding to incompressibility constraint and time integration methods on numerical solution responses are investigated. Laboratory scale experiments support the validity of the developed FE procedure an demonstrate the accuracy of the numerical models. Full scale model responses are also predicted using the reasonable method and parameters obtained in laboratory modeling.

고무패드 변형의 3차원 유한요소해석 (Three-dimensional Finite Element Analysis of Rubber Pad Deformation)

  • 신수정;이태수;오수익
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권1호
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    • pp.111-120
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    • 1998
  • This paper is the first one of two-parted research efforts focusing on the modeling of rubber pad forming process. The rubber pad, driven by the pressurized fluid during the forming process, pushes the sheet metal to solid tool half and forms a part to final shape. In this part of the paper, a numerical procedure for the FE analysis of the rubber pad deformation is presented. The developed three-dimensional FE model is based on the total Lagrangian description of rubber maerial characterized by nearly incompressible hyper-elastic behavior under a large deformation assumption. Validity of the model as well as effects of different algorithms corresponding to incompresibility constraints and time integration methods on numerical solution responses are also demonstrated.

콘크리트 손상 소성모델을 이용한 FRP-콘크리트 합성보의 비선형 유한요소해석에서 여러 변수들의 영향 (Influence of Various Parameter for Nonlinear Finite Element Analysis of FRP-Concrete Composite Beam Using Concrete Damaged Plasticity Model)

  • 유승운;강가람
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.697-703
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    • 2017
  • 본 연구는 기존의 철근 콘크리트 구조형식을 대신할 FRP-콘크리트 합성구조의 휨거동에 관한 것이다. 구조적 성능 및 거동 특성을 수치 해석적으로 규명하고자 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 비선형 유한요소해석을 실시하였으며, 이때 사용하게 되는 여러 변수들의 영향을 실험 결과와 비교, 분석하여 본 합성구조에 최적화된 변수 값을 제시하고자 하였다. 합성구조의 구조재료모델은 콘크리트 손상소성모델(concrete damage plasticity model)을 사용하였고 콘크리트 압축응력관계식은 유로규준(Euro code)를 이용하였다. 내연적 유한요소해석의 경우 기하학적, 재료적 비선형성이 큰 경우 수렴에 많은 문제가 있으므로 본 연구의 경우 외연적 유한요소해석법이 적절한 것으로 판단된다. 콘크리트 손상 소성 모델의 여러 변수들에 대해 실험값과 비교한 결과 본 연구의 경우, 요소 크기는 20mm, 팽창각은 $30^{\circ}$, 파괴에너지 값은 $100Nm/m^2$, 변수 Kc는 0.667, 손상계수는 고려하는 것이 적절한 것으로 판단된다. 제시된 수치모델의 경우 신소재 합성보의 극한하중 및 균열패턴을 실험과 비교적 유사하게 표현할 수 있으므로 앞으로 다양한 합성구조의 수치해석에 적용 가능하리라 판단된다.

박판 성형에서의 외연적 유한요소법의 안정성과 내연적 해석법과의 비교 (A Study on the Stability of Explicit FE Analysis in the Sheet Metal Forming Analysis)

  • 심현보;전성문;손기찬
    • 소성∙가공
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    • 제9권3호
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    • pp.293-303
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    • 2000
  • Recent developments of Fe technology make it possible to apply CAD/CAE/CAM techniques successfully to the stamping die design among the automotive parts industries. Those successful applications are greatly attributable to the development of commercial S/W. Up to now most commercial S/W for the analysis of sheet metal forming is based on the dynamic explicit algorithm. The main characteristics of dynamic explicit algorithm is that there is no convergence problem if the time increment is taken less than the stability limit. The stability of the analysis is guaranteed in the commercial code, since the adequate time increment is computed from the so called "Courant Condition". However excess computing time is often pointed out in the dynamic explicit analysis according to the characteristics of process parameters taken. In the study, various parameters that may affect the stability and the method how to improve computational efficiency of analysis have been investigated.estigated.

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초소성 판재 성형을 위한 유한요소 해석 및 실험에 관한 연구 (A Study on the Superplastic Sheet Forming by the FEM and Experiment)

  • 이승준;이정환;이영선
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.866-872
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    • 2000
  • Superplastic forming processes by characteristic of low flow stress and high elongation have advantages to reducing on production cost and weight because of the product of complex form could be made in one part. However superplastically termed part has a characteristic of non-uniform thickness distribution along forming direction. Especially. since the thickness distribution affects on mechanical properties of product. the uniform thickness is very important. There are two solution procedure of implicit and explicit procedure to analyze the superplastic forming. In this study to analyze the thickness distribution two kinds of commercial programs of DEFORM and PAM-STAMP which implicit and explicit code are used respectly. The results from the two Programs were compared with eath other As a result implicit code were more suitable than explicit code for superplastic forming analysis.

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Explicit/Implicit FEM에 의한 Lower Arm Hydroforming 공정해석 (FE Analysis of Lower Arm Hydroforming by Implicit and Explicit Method)

  • 강영호;김정;장유철;강범수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.783-788
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    • 2000
  • Hydroforming is a method for forming circular tubes. If this technology is to be applied economically, it is essential to have knowledge of the avoidance of failure cases as well as of the behavior of the tube in the tool under the compressive stress and forces that are exerted by the machine. A finite element simulation for manufacturing of lower arm from straight tubes, using the hydroforming method, was performed to investigate the effects of varying process parameters. Explicit method is used to simulate hydroforming in many cases, but that is not included flow rule. And then it needs simulation for implicit method. It was simulated by two methods, implicit and explicit, to compare the result of the hydroforming.

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냉간성형강재의 전체좌굴 및 뒤틀림좌굴에 대한 비선형유한요소해석 (Nonlinear Finite Element Analysis on Global and Distortional Buckling of Cold-Formed Steel Members)

  • 강현구;나창순
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.79-86
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    • 2014
  • 본 논문에서는 범용 유한요소프로그램 ANSYS와 ABAQUS를 이용하여 냉간성형강으로 조립한 조립기둥의 전체좌굴과 뒤틀림좌굴에 대한 비선형해석을 위한 모델링 기법을 소개한다. 냉간성형강의 경우 두께가 얇아서 국부좌굴 등 비선형거동을 보이기 때문에 좌굴에 대한 해석에 매우 섬세한 모델링이 필요하다. ANSYS의 내연적정적모델링에 의한 해석은 좌굴 극한점 부근에서 수렴의 문제를 발생하였지만, ABAQUS의 외연적동적모델링의 경우에는 좌굴 및 좌굴이후의 부재 거동에 대해서 안정적인 결과를 제공하였다. 또한 수치해석 결과는 좌굴실험을 통해 얻어진 축내력에 비해 높은 내력을 보여주고 있다. 이는 실험과정에서 발생하는 편심에 의한 영향으로서 수치해석에 의한 좌굴내력에 적정한 보정치의 적용이 필요하며 본 논문에서는 기존 실험데이터와의 비교를 통해 0.88의 값을 제시한다.