• Title/Summary/Keyword: 유한요소수식화

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주조 해석을 위한 3차원 상변화 유한 요소 해석 프로그램 개발

  • 하성규;조성수
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.04a
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    • pp.147-159
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    • 1997
  • 본 연구에서는 상변화 영역에서 열평형 방정식을 별도로 수식화하지 않고도 잠열의 영향을 고려할 수 있으며, 고상과 액상 그리고 2상 영역에서 동일한 형태의 방정식을 사용할 수 있는 엔탈피법을 이용하였다. 상변화 문제의 엔탈피법을 이용한 유한요소해석을 위하여 8개의 절점을 가지며, 각 절점에서 1개의 자유도를 가지는 3차원 육면체 요소가 개발되었다. 해법의 타당성과 해의 정확도를 검증하기 위하여 엄밀해가 존재하는 상변화 문제를 유한요소법으로 해석하고 그 결과를 비교 검토하였다. 연구 결과, 엔탈피법에 의한 유한요소해는 상변화 영역이 하나의 특정 온도인 경우는 물론 온도 구간으로 나타나는 경우에도 시간 증분과 요소수에 크게 영향을 받지 않고 안정된 해가 됨을 알 수 있었다. 검증된 요소를 이용하여 3차원 상변화 문제에 적용하여 해를 나타내었다.

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Process Optimal Design in Steady-State Metal Forming by Finite Finite Element Method-I Theoretical Considerations (유한요소법을 이용한 정상상태의 소성가공 공정의 최적설계-I - 이론적 고찰)

  • 전만수;황상무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.3
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    • pp.443-452
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    • 1992
  • 본 연구에서는 소성가공 공정의 최적설계를 위한 새로운 접근 방법이 소개 된다.이방법은 소성가공 공정의 유한요소해석 기술과 기계시스템의 최적설계 기술 에 바탕을 두고 있다. 벌칙 강소성유한요소법, 정상 상태의 소성가공 공정(steady -state metal forming process)을 위한 최적설계 문제의 수식화, 설계민감도의 해석 방법, 설계민감도의 정확성에 관한 고찰, 구배투영법(gradient projection emthod)등 이 본 논문에서 상세하게 소개된다.

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.

An Analysis of the Hybrid Finite Element Method for Scattering and Radiation by Microstrip Patch Antennas and Arrays Residing in a Cavity in a Ground Plane (접지평면상의 공간에 위치한 마이크로스트립 페치 단일 안테나와 배열 안테나에 의한 산란과 복 사에 관한 혼합유한요소법 해석)

  • 안중수;박동희;권희훈
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.19 no.12
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    • pp.2468-2478
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    • 1994
  • A hybrid finite element method is presented for a characterization of scattering an radiation properties of microstrip patch and arrays residing in a cavity recessed in a ground plane. The technique combines the finite element and boundary integral methods to formulate a system for the solution of fields at the aperture and the scattering field and radar cross sections at free space. By virture of the finite element method, the proposed technique is applicable to patch antennas and arrays residing on or embeded in a layered dielectric loss/lossless substrate and is also capable of treating various feed configuration. Several numerical results are presented demonstrating the validity, efficiency and capability of the technique.

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Improvement of Finite Element for Mindlin Plate Bending (Mindlin 평판 유한요소의 개선)

  • 김선훈;최창근
    • Computational Structural Engineering
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    • v.1 no.2
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    • pp.83-90
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    • 1988
  • The present work is concerned with the improvement of finite element for the analysis of plate bending structures. The element formulation is based upon Mindlin plate concept. The displacement field of this element is formed by adding nonconforming modes to two rotational displacement components of a 'heterosis plate element. The element has the requisite numbers of zero eigenvalues associated with rigid body modes to avoid the spurious zero energy mode. It is shown that the results obtained by the element converged to the exact solutions very rapidly as the mesh is refined and exhibited reliable solutions through numerical studies for standard benchmark problems. This element is shown to overcome the shear locking problem completely in very thin plate situation even for irregular meshes.

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An Analysis of High Speed Forming Using the Explicit Time Integration Finite Element Method(II) - Application to High Speed Rolling - (엑스플리시트 시간 적분 유한 요소법을 이용한 고속 성형 해석(II) - 고속 압연 해석)

  • 유요한;정동택
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1551-1562
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    • 1991
  • 최근까지 발표된 유한 요소법을 이용한 압연 해석 관련 주요 논문들을 정리해 보면 다음과 같다. Li와 Kobayashil는 강소성 유한 요소법(rigidplastic finite element method)을 여러가지 마찰조건에 대하여 해석하였다. 이때 압연롤은 강체 (rigid body)로 시편은 가공경화(workhardening)를 동반한 강소성체로 모델링하였다. Hwang과 Kobayashi는 강소성 유한 요소법을 이용한 평면 변형 압연에서 재료 손실을 최소화하는 예비 성형체(preform)의 설계에 대한 연구를 수행하였다. 이 경우에도 역시 압연롤은 강체로 시편은 가공 경화를 동반한 강소성체와 완전 소성체로 모델링 되었으나, 고착(sticking) 마찰 조건에 대해서만 해석을 수행하였다. Mori와 Osak- ada 그리고 Oda는 약간 압축성이 있는 재료의 평면 변형 압연에 대하여 연구하였다. 이때 압연롤은 강체로 시편은 가공 경화를 동반한 강소성체로 모델링 되었으며 경계 면에서는 Coulomb 마찰을 고려하였다. 이밖에도 오일러(Eulerian) 수식화를 이용한 Dawson과 Thompson, Berman의 해석 결과가 있으며, 또 폭 방향의 변형까지를 고려한 Li와 Kobayashi, Mori와 Osakada의 3차원 해석 결과가 있다.

Finite Element Analysis of Hot Strip Rolling Process (열간박판압연공정의 유한요소해석)

  • 강윤호;황상무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.5
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    • pp.829-837
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    • 1992
  • This paper presents a new approach for the analysis of hot strip rolling processes. The approach is based on the finite element method and capable of predicting velocity field in the strip, temperature field in the strip, temperature field in the roll, and roll pressure. Basic finite element formulations for heat transfer analysis are described with emphasis on the treatment of numerical instability resulting from a standard Galerkin formulation. Comparison with the theoretical solutions found in the literature is made for the evaluation of the accuracy of the temperature solutions. An iterative scheme is developed for dealing with strong correlations between the metal flow characteristics and the thermal behavior of the roll-strip system. A series of process simulations are carried out to investigate the effect of various process parameters including interface friction, interface heat transfer coefficient, roll speed, reduction in thickness, and spray zone. The results are shown and discussed.

A Study on the Women's Hair Jewelry of Chosun Dynasty and a Plan for its Cultural Contents (조선시대 여성수식장신구 연구 및 문화콘텐츠화 방안)

  • Chung, A Young
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.483-484
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    • 2010
  • Accessories originated from men's ornamental instinct in the beginning as a body ornament. Women's accessories in the Joseon Dynasty have splendid structure and rich symbolism, so they are enough to be a target of the study for being contents of Korea's cultural archetype. Traditional accessories are the foundation of excellent formative and functional characteristics due to the extreme beauty of crafts. This study aims to develop archetype of excellent formative factors by making traditional accessories digitalized for perpetuation in order to apply them to the culture industry. In addition, it is to prepare the educational foundation by reinterpreting traditional accessories in a modern way. Therefore, this researcher intends to develop constituents of traditional accessories by means of digital images and suggest digital contents methods of accessory techniques by dividing constituents, techniques, materials, symbolic meaning, and attire and wear.

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Plane-Strain Analysis of Auto-Body Panel Using the Rigid-Plastic Finite Element Method (강소성 유한요소법을 이용한 자동차 판넬 성형공정의 평면 변형해석)

  • 양동열;정완진;송인섭;전기찬;유동진;이정우
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.169-178
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    • 1991
  • A plane-strain finite element analysis of sheet metal forming is carried out by using the rigid-plastic FEM based on the membrane theory. The sheet material is assumed to possess normal anisotropy and to obey Hill's new yield criterion and its associated flow rule. A formulation of initial guess generation for the displacement field is derived by using the nonlinear elastic FEM. A method of contact treatment is proposed in which the skew boundary condition for arbitrarily shaped tools is successively used during iteration. In order to verify the validity of the developed method, plane-strain drawing with tools in analytic expression and with arbitrarily shaped tools is analyzed and compared with the published results. The comparison shows that the present method can be effectively used in the analysis of plane-strain sheet metal forming and thus provides the basis of approximate sectional analysis of panel-like sheet forming.

An Improved Degenerated Shell Element for Analysis of Laminated Composite Structures (복합적층구조 해석을 위한 개선된 쉘요소)

  • Choi, Chang Koon;Yoo, Seung Woon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.11 no.3
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    • pp.1-10
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    • 1991
  • The paper is concerned with the analysis of laminated composite shell structures using an improved degenerated shell element. In the formulation of the element stiffness, the combined use of three different techniques was made. They are; 1) an enhanced interpolation of transverse shear strains in the natural coordinate system to overcome the shear locking problem; 2) the reduced integration technique in in-plane strains to avoid the membrane locking behavior; and 3) selective addition of the nonconforming displacement modes to improve the element performances. This element is free of serious shear/membrane locking problems and undesirable compatible/commutable spurious kinematic deformation modes. An incremental total Lagrangian formulation is presented which allows the calculation of arbitrarily large displacements. The resulting non-linear equilibrium equations are solved by the Newton-Raphson method. The versatility and accuracy of this improved degenerated shell element are demonstrated by solving several numerical examples.

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