3차원 유한요소법에 정합 조건을 구현하기 위해 유한한 두께를 갖는 흡수체을 이용하였다. 흡수체는 자유공간과의 경계에서 모든 입사각에 대해 무반사특성을 갖으며, 일단 흡수체 내로 전파된 파는 흡수체의 끝에 도달하기 전에 흡수체를 통과하면서 충분히 손실되도록 하였다. 이러한 흡수체는 ${\varepsilon}_r$과 ${\mu}_r$에 비등방복소주대각텐서를 사용하여 구현된다. 구현된 흡수체층은 구형도파관에 적용하여, 전파상수를 이용하여 정합시킨 경우와 결과를 비교하였다.
구조물의 동적 해석 자동화는 구조 통합 시스템에서 중요한 역할을 한다. 해석 결과에 따른 신속한 대피 또는 경고 조치가 신속하게 이루어지도록 해석 모듈은 짧은 실시간에 해석 결과를 출력해야 한다. 구조 해석법으로 세계적으로 가장 많이 사용되는 방법은 유한요소법이다. 유한요소법이 널리 사용되는 이유 중 하나는 사용의 편리다. 그러나 사용자가 유한요소망을 입력해야 하는데 요소망의 요소 수는 계상량과 정비례하고 요소망의 적절성은 에러와 연관된다. 본 연구는 시간 영역 동적 해석에서 전 단계 해석 결과를 사용하여 계산된 대표 변형률 값으로 오차를 평가하고, 요소 세분화는 절점 이동인 r-법과 요소 분할인 h-법의 조합으로 효율적으로 계산하는 적응적 요소망 형성 전략을 제시한다. 적용한 캔틸레버보와 간단한 프레임 예제를 통하여 적절한 요소망 형성, 정확성, 그리고 연산 효율성을 검증하였다. 이 방법의 간단함이 지진 하중, 풍하중, 비선형 해석 등에 의한 복잡한 구조 동적 해석에도 효율적으로 사용될 수 있는 것을 보여 준다.
In this paper, three-dimensional finite element approach to determining the number of blows in hammer forging is presented. Energy efficiency which is a major factor affecting the number of blows in hammer forging is assumed to decrease linearly as die-material contact area increases. The approach is applied to predicting the number of blows in counterblow hammer forging of large crank shaft for medium sized ship engine.
A systematic approach to socket shape design of a concave piston assembly for a high pressure hydraulic pump of an excavator is presented in this paper. A design model is given and a methodology of socket shape design is proposed. An axisymmetric rigid-plastic finite element method is employed for predicting the approximate socket shape formed by a rotary forming process as well as for simulating the test process for separating the shoe from the piston assembly designed. It is verified that the predictions are in good agreement with the experiments. The approach is successfully applied to developing an optimal concave piston assembly.
In this paper, defect formation in ring rolling is revealed by computer simulation of ring rolling processes. The rigid-plastic finite element method is employed for this study. An analysis model having relatively fine mesh system near the roll gap is used for reducing the computational time and a scheme of minimizing the volume change is applied. The formation of the central cavity formation defect in ring rolling of a taper roller bearing outer race and the polygonal shape defect in ring rolling of a ball bearing outer race has been simulated. It has been seen that the results are qualitatively good with actual phenomena.
본 논문에서는 스위칭 아크방전의 유동특성을 분석하기 위해서 유한요소법을 사용하여 전극 사이에 가해지는 전계를 소스원으로 두고 열전달 및 유동 특성을 해석하였다. 그 결과 전계가 높은 곳에서 온도가 높게 나타나고 열선도 집중되는 것을 확인하였으며 전극의 형태에 따라 분포 형태가 변하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 개폐기의 아크 소호를 위한 기술 개발과 접점 개발 시에 기초 자료로 활용이 기대된다.
A simple finite element approach to predicting deformed shape and load-deflection curve of elastomers is presented in this paper. The method is based on several simplifications in deformation pattern and material behavior. The conventional updated Lagrangian approach is employed together with material data obtained by a simple tension test. The presented approach is verified through comparison of predicted results with experimental ones and applied successfully to shape design of various elastomers for shock, vibration and noise control. The advantage of the presented approach lies in easiness, simplicity and accuracy enough for engineering application.
농형유도전동기의 회전자는 제조 과정중에 회전자 도체의 단선, 기포 발생으로 인한 회전자 도체의 저항 증가, 스큐 불량 등 여러 가지 고장이 발생될 수 있다. 이와 같은 고장은 유도전동기의 성능을 저하시키므로 회전자를 조립하기 전에 고장 유무를판단하면 조립에 드는 제조 비용을 절약할 수 있고 전동기의 신뢰성을 높일 수 있다. 본 논문에서는 이와같은 고장을 진단하는 방법의 하나로 유한요소법을 이용하여 회전자가 회전할 때 발생하는 전자석 코일에서의 유도 전류 파형을 검출하여 고장을 진단하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 타당성을 검층하기 위하여 5 Hp 삼상 농형유도전동기에 대해 고장전류를 검출하고 이를 해석 결과와 비교 분석하였다.
본 연구에서는 복합재 구조물에 대하여 유한요소해석법에 현상학적 모델인 전 단지연해석을 도입하여 강성저하와 모재파손을 예측하고 변형률을 매개변수로 한 Wei- bull 함수를 섬유파손해석에 도입하여 초기파손후의 거동을 묘사하고자 한다. 그리 고 면내전단하중이 작용하는 경우에 대해 전단지연해석을 수행할 수 있도록 모델링을 확장했다. 모재균열의 존재로 인한 단층의 강성변화는 실험으로 측정이 불가능하므 로 유한요소해석을 수행하여 비교하였다. 이 모델로부터 전단강성의 저하를 평가하 는 방법을 사용하였으며, 모재파손의 밀도 예측도 평균변형률 개념으로 전단효과를 고 려할 수 있도록 수정하였다. 그리고 초기파손후의 거동을 점진적으로 해석하기 위해 비선형 유한요소프그램을 작성하고, 상기의 모델을 도입하여 초기파손후의 거동을 보 다 정확히 묘사할 수 있는 방법을 제시하고 예로서 평시편에 대해 해석하고 실험치 및 타방법의 결과와 비교하였다.
최근 우리나라 전 지역에서 지진이 발생하고 이에 각 분야에서의 내진해석 연구가 활발히 진행되고 있고 지반을 고려하는 SSI 해석 연구 또한 지속적으로 수행되고 있다. 하지만 지반을 고려한 대부분의 기존 동적해석의 경우, 수치해석 방법에 따른 건물의 동적거동에 대한 비교 분석이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 초고층 건물을 대상으로 유한요소 프로그램인 MIDAS GTS NX와 유한차분 프로그램인 FLAC 2D를 사용하여 동적해석을 수행하고, 결과를 비교 분석하고자하였다. 연구 결과, 건물 지상 및 지하부의 휨응력의 경우 최대 압축 및 인장 모두 MIDAS GTS NX가 FLAC 2D보다 다소 크게 발생하였지만, 최대 수평변위값 및 분포양상, 취약부의 위치는 유사하게 나타났다. 따라서 동적해석을 위해 사용자의 편의에 따라 유한요소법이나 유한차분법에 근거한 프로그램 중 어느 것을 사용해도 차이가 없음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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