• Title/Summary/Keyword: 유한 요소 방법

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Finite Element Analysis of Frictional Contact Problems Using A Contact Element (접촉요소를 사용한 마찰접촉문제의 유한요소해석)

  • Ko, Seok;Lim, Jang-Keun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.1
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    • pp.29-35
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    • 1999
  • 접촉하는 두 물체 사이의 접합부에서는 국북적인 응력집중현상이 발생하여 기계 구조물의 마멸이나 파손의 직접적인 원인이 된다. 기존의 방법들은 복잡한 수식 처리와 반복 계산 때문에 접촉특성에 따라서 해석하기에 어려움이 많았다. 본 논문에서는 마찰이 있는 접촉문제를 반복계산 없이 효과적으로 해석하기 위해서 선형상보성 접촉조건과 가상일의 원리로부터 접촉요소를 개발하여 이를 사용한 유한요소 해석발법을 제안하였다. 연구결과로 평면 및 곡면 접촉문제나 다물체 접촉문제를 기존의 해석방법에 비해 훨씬 편리하고 정확하게 접촉현상을 규명할 수 있었다.

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A New Global-Local Analysis Using MLS(Moving Least Square Variable-Node Finite Elements (이동최소제곱 다절점 유한요소를 이용한 새로운 전역-국부해석)

  • Lim, Jae-Hyuk;Im, Se-Young
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.3
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    • pp.293-301
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    • 2007
  • We present a new global-local analysis with the aid of MLS(Moving Least Square) variable-node finite elements which can possess an arbitrary number of nodes on element master domain. It enables us to connect one finite element with a few finite elements without complex remeshing. Compared to other type global-local analysis, it does not require any superimposed mesh or need not solve the equilibrium equation twice. To demonstrate the performance of the proposed scheme, we will show several examples in relation to capturing highly local stress field using global-local analysis.

Fire Endurance Estimate of Reinforced Concrete Structure Using Nonlinear Finite Element Method (비선형 유한요소해석을 이용한 철근콘크리트 구조물의 내화성능평가)

  • Byun, Sun-Joo;Im, Jung-Soon;Hwang, Jee-Wook
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.6 no.1 s.20
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    • pp.17-27
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    • 2006
  • To estimate the retained strength of reinforced concrete structure after fire is very difficult because the complex behavior of structure is hard to understand during course of a fire. However, the damages which is caused by fire of the traffic facility infrastructure are enormous. Therefore the security against fire is important element that must not be overlooked. For this reason, an exact estimate method of the fire endurance is highly demanded. In this study, the validity of the nonlinear finite element method approach for the fire endurance of reinforced concrete structure is verified. The results of fire endurance estimate of underground road way by nonlinear finite element method approach are compared with those by ACI 216R-89.

Ship Structural Reliability Analysis by Probabilistic Finite Element Method (확률 유한요소법에 의한 선체 구조 신뢰성해석)

  • S.J. Yim;Y.S. Yang;J.H. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.28 no.2
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    • pp.241-250
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    • 1991
  • The reliability analysis for web frame of tanker is carried out by the probabilistic finite element method combined with the classical reliability method such as MVFOSM and AFOSM which can be used for calculating the probability of failure for the complicated structures in which the limit state equation is implicitly expressed. As random variables external load, elastic modulus, sectional moment of inertia and field stress are chosen and Parkinson's iteration algorithm in AFOSM is used for reliability analysis. By adding only the covariance data of the random variables to the input data set required for conventional finite element method, the present method can easily calculate the probability of failure at every element end as well as the covariances of structural reponses such as displacements at every element end and member forces at every element, even for the complicated ship structure.

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A Study on the Modeling of a Passenger Car Cavity with consideration of Trunk Coupling Effect (트렁크 연성 효과를 고려한 차실 음향 모델링에 관한 연구)

  • 강상욱;이장무;김석현
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1994.10a
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    • pp.300-305
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    • 1994
  • 차실 음향 공동의 특성을 유한요소법에 의해 해석하고자 할 때, 과거에는 차실 음향공동과 트렁크 음향공동과의 상호연성을 고려하지 않고, 두 공동의 경계면을 강체 경계조건으로 생각하여 해석 대상 모델을 차실 음향 공동만으로 국한시켰다. 이러한 해석 방법을 통해서는, 차실과 트렁크 공동이 완전히 밀폐되어 있지 않고 단지 뒷좌석에 의해 두 공동이 구별되어지는 차종에 대해서는 실험과 근접하는 유한요소해석 결과를 얻을 수 없다. 그러므로 차실 공동과 트렁크 공동의 경계면을 가상의 탄성벽 경계조건으로 생각하여 그 탄성벽을 통한 두 공동의 상호 연성을 고려하는 유한요소 모델을 구현하여야 한다. 실제로 트렁크가 차실에 미치는 연성효과를 고려하여 유한요소해석을 수행할 경우 차실의 고유진동수와 고유모드에 미치는 영향이 상당히 큰 것을 확인할 수 있었다. 이하 본 내용에서는 차실과 트렁크 공동, 그 사이의 탄성벽을 이론적으로 해석 가능한 1차원으로 모델링하여 실험 결과와 근접하는 3차원 유한요소 모델링 기법을 제시한다.

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강소성 유한요소법에 의한 비정상상태 금속 성형 해석에서 형상갱신기법에 관한 연구

  • Choe, Yeong;Yeo, Hong-Tae;Heo, Gwan-Do
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.58-58
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    • 2004
  • 현재 금속 성형공정에 대한 해석법으로 강소성 유한요소법이 널리 이용되고 있다. 강소성 유한요소법에서는 주어진 시간에서 속도장을 얻고 가공물 형상을 시간증분 만큼 갱신하는 과정을 반복하여 비정상상태 금속성형공정의 해석한다. 일반적인 강소성 유한요소법은 형상갱신(Geometry update) 과정에서 오일러법(Euler method)을 이용한다. 오일러법에서는 시간증분의 크기가 해의 정밀도에 중요한 인자이다. 충분히 정밀한 해를 얻기 위해, 작은 시간증분을 이용하여 비정상상태 금속성형공정을 해석함으로써 해석시간이 많이 걸리는 단점이 있으며 형상갱신에 따른 가공물 체적손실(Volume loss)이 발생한다.(중략)

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FEM Electrical Resistivity Modeling in Cylindrical Coordinates (원통 좌표계에서의 전기비저항 유한요소 모델링)

  • Choi Wonseok;Kim Jung-Ho;Park KwonGyu;Kim Hak-Soo;Suh Jung-Hee
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.5 no.3
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    • pp.206-216
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    • 2002
  • The finite element method (FEM), a powerful numerical modeling tool for solving various engineering problems, is frequently applied to three-dimensional (3-D) modeling thanks to its capability of discretizing and simulating the shape of model with finite number of elements. Considering the accuracy of the solution and computing time in modeling of engineering problems, it is preferable to construct physical continuity and simplify mesh system. Although there exist systematic mesh generation systems for arbitrary shaped model, it is hard to model a simple cylinder in terms of 3-D coordinate system especially in the vicinity of the central axis. In this study I adopt cylindrical coordinate system for modeling the 3-D model space and define the origin of the coordinates with mathematically clear coordinate transformation. Since we can simulate the whole space with hexahedral elements, the cylindrical coordinate system is effective in handling the 3-D model structure. The 3-D do resistivity modeling scheme developed in this study provides basie principle for borehole-to-surface resistivity survey, which can be a useful tool for the application to environmental problem.

The Mixed Finite Element Analysis for Nearly Incompressible and Impermeable Porous Media Using FETI (FETI를 이용한 비압축 비투과성 다공질 매체의 혼합유한요소해석)

  • Lee, Kyung-Jae;Tak, Moon-Ho;Park, Tae-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.60-63
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    • 2010
  • 일반적인 포화된 다공질 매체의 수치해석에서는 거시적 관점의 고체변형과 유체이동을 동시에 고려한 혼합유한요소방법(Mixed Finite Element Method)이 쓰인다. 그러나 고체변형이 거의 없는 상태에서 유체가 이동할 경우, 또는 고체변형과 유체유동이 거의 없고 외력에 의한 간극압만 존재할 경우 이를 혼합유한 요소방법으로 해석하기에는 요소 잠김(Element Locking)현상 때문에 매우 불안정하다. 본 논문에서 Park과 Tak(2010)이 제안한 비압축성, 비투과성 포화 다공질 매체의 해석기법인 Staggered Method를 소개하고 수치적 효율성을 높이기 위해 요소분할기술 중 하나인 FETI(Finite Element Tearing and Interconnecting) 기법의 접목을 제안하고자 한다.

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Stochastic Finite Element Analysis of Semi-infinite Domain by Weighted Integral Method (가중적분법에 의한 반무한영역의 추계론적 유한요소해석)

  • 최창근;노혁천
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.2
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    • pp.129-140
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    • 1999
  • 추계론적 해석은 구조계 내의 해석인수에 존재하는 공간적 또는 시간적 임의성이 구조계 반응에 미치는 영향에 대한 고찰을 목적으로 한다. 확률장은 구족계 내에서 특정한 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 구조계 반응에 대한 이들 확률장의 영향 평가를 위하여 통계학적 추계론적 해석과 비통계학적 추계론적 해석이 사용되고 있다. 본 연구에서는 비통계학적 추계론적 해석방법 중의 하나인 가중적분법을 제안하였다. 특히 구조계의 공간적 임의성이 큰 특성을 가지고 있는 반무한영역에 대한 적용 예를 제시하고자 한다. 반무한영역의 모델링에는 무한요소를 사용하였다. 제안된 방법에 의한 해석 결과는 통계학적 방법인 몬테카를로 방법에 의한 결과와 비교되었다. 제안된 가중적분법은 자기상관함수를 사용하여 확률장을 고려하므로 무한영역의 고려에 따른 해석의 모호성을 제거할 수 있다. 제안방법과 몬테카를로 방법에 의한 결과는 상호 잘 일치하였으며 공분산 및 표준편차는 무한요소의 적용에 의하여 매우 개선된 결과를 나타내었다.

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