• 제목/요약/키워드: 특이 유한요소

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Q-응력을 이용한 휜 광폭평판 균열부 구속상태 변화 평가 (Investigation into Crack-Tip Constraint of Curved Wide-Plate using Q-Stress)

  • 이휘승;허남수;김기석;심상훈;조우연
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권12호
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    • pp.1441-1446
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    • 2014
  • 본 논문에서는 휜 광폭평판의 두께와 폭, 균열길이 그리고 가공경화지수의 변화가 휜 광폭평판의 균열부 구속상태에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해 5가지의 휜 광폭평판 두께, 3가지의 균열길이, 3가지의 휜 광폭평판 폭 그리고 3가지의 가공경화지수를 고려한 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. Ramberg-Osgood 관계식을 만족하는 비선형 재료로 가정하였으며 균열부 구속상태를 정량화하기 위해서 Q-응력을 이용하였다. 3차원 유한요소해석 결과를 바탕으로 기하학적 형상 및 재료특성에 따른 휜 광폭평판의 Q-응력 변화를 평가하였다. 평가 결과 면외 구속조건에 의한 영향은 면내 구속조건과 밀접한 관계가 있었으며, 면외 구속조건이 면내 구속조건 보다 균열부 구속상태에 더 큰 영향을 미쳤다.

전단빌딩의 강성행렬 및 부재의 강성추정을 위한 부분공간 시스템 확인기법에서의 행켈행렬의 크기 결정 (Determining the Size of a Hankel Matrix in Subspace System Identification for Estimating the Stiffness Matrix and Flexural Rigidities of a Shear Building)

  • 박승근;박현우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.99-112
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    • 2013
  • 이 논문은 부분공간 시스템 확인기법을 이용하여 전단빌딩의 강성행렬과 부재의 강성을 추정하는 기법을 소개한다. 시스템 행렬은 입력-출력 데이터로 구성된 행켈행렬을 LQ 분해와 특이치 분해를 통해 추정한다. 추정된 시스템 행렬은 닮음 변환을 통해 실제 좌표축으로 변환하고, 변환된 시스템 행렬로부터 강성행렬을 계산한다. 추정된 강성행렬의 정확성과 안정성은 행켈행렬의 크기에 따라 변한다. 전단빌딩의 기저 유한요소 모델을 이용하여 행켈행렬의 크기에 따른 강성행렬의 추정 오차 곡선을 구한다. 오차 곡선을 이용하여 목표 정확도 수준에 부합하는 행켈행렬의 크기들을 결정한다. 이렇게 선택된 행렬의 크기들 중에서 부분공간 시스템 확인의 계산비용을 고려하여 보다 적절한 행렬의 크기를 결정할 수 있다. 결정된 크기의 행켈행렬을 이용하여 강성행렬을 추정하고 추정된 강성행렬로부터 부재의 강성을 추정한다. 제안된 방법을 손상 전후의 5층 전단빌딩 수치 예제에 적용하여 타당성을 검증한다.

다방향 불규칙파중의 인장계류식 해양구조물의 구조응답 해석 (Structural Response Analysis of a Tension Leg Platform in Multi-directional Irregular Waves)

  • 이수룡;서규열;이창호
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.675-681
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    • 2007
  • 다방향 불규칙파 중에서의 인장계류식 해양구조물(TLP)의 구조응답 해석을 수행함으로써 다방향 불규칙파가 구조응답에 미치는 영향을 평가하고 있다. 인장계류식 해양구조물에 작용하는 파강제력과 동유체력은 3차원 특이점분포법을 사용하여 각각의 외각요소에 대해 평가하였다. 3차원 골조요소로 모델링하여 유한요소법에 의해 구조응답을 평가하였으며, 인장계류식 해앙구조물의 각 외각요소간의 유체역학적 상호간섭을 고려하여 구조응답을 해석하였다. 구조응답의 주파수 응답함수와 다방향파의 스펙트럼을 이용하여 다방향 불규칙파에 대한 해양구조물의 구조응답 스펙트럼을 구하여 다방향 불규칙파가 인장계류식 해양구조물의 구조응답에 미치는 영향을 평가하였다.

강성재단 된 등방성 박스보의 동적 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Dynamic Characteristics of Structurally Tailored Isotropic Box Beams)

  • 김경덕;김준식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권5호
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    • pp.641-648
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    • 2013
  • 보 구조물들은 보다 우수한 성능을 위하여 다양한 형태의 보강재 또는 단면 형상을 가지게 된다. 강성재단을 설계에 적용하기 위해서는 강성재단에 의해서 발생하는 연계 거동을 정확하게 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 문헌에서 보고된 복합재료 보의 특이한 연계거동(면외 굽힘-전단 연계)을 실험적으로 확인하기 위하여, 등가의 동적 연계거동을 나타내는 강성재단 된 등방성 박스보를 제작하였다. 제작된 시편의 주파수 및 모드 형상 등의 동적 특성을 3 차원 유한요소해석과 비교 검토하여, 문헌에 보고된 특이한 전단 연계 거동이 발생함을 확인하였다. 이러한 거동은 보강재의 적절한 배치를 통해 원하는 방향으로 강성재단 될 수 있고, 얻어진 연계 거동은 다양한 분야에 응용될 수 있다.

대변형을 하는 고무 부품의 동적 거동 (A Dynamic Behavior of Rubber Component with Large Deformation)

  • 조재웅
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제6권6호
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    • pp.536-541
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    • 2005
  • 고무 성분에 대한 대변형 및 강성은 비선형 및 대변형의 해석 결과로 나타낼 수 있다. 또한 고무는 Mooney-Rivlin의 모델로서 적용되고 고무들 사이에서 자기 접촉이 성립되어지는데 강성체 및 고무 사이에서는 마찰력이 있게 된다. 본 연구에서 사용된 비선형 시뮬레이션 해석은 여러 가지의 고무 성분들의 설계, 분석 그리고 개발에 널리 사용될 수 있다. 이러한 방법을 이용하면 새로운 고무 제품을 개발하는데 있어서 시간과 비용을 절감할 수 있을 것으로 보인다. 고무 성분들의 분석은 특이한 재료의 모델링과 비선형 유한 요소 해석을 요하는데 금속 부품들에 대하여 해석하는 프로그램들과는 완전히 다르다. 본 연구의 목적은 대변형 및 비선형의 고무 부품을 해석하는데 있다.

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조류와 파랑 중에서의 TLP의 동적구조응답해석 (A Dynamic structural response analysis of tension leg platforms in current and waves)

  • 이승철;구자삼;하영록;조효제
    • 동력기계공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.65-71
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    • 2012
  • A numerical procedure is described for predicting the dynamic structural responses of tension leg platforms(TLPs) in current and waves. The developed numerical approach is based on a combination of the three dimensional source distribution method and the dynamic structural analysis method, in which the superstructure of the TLPs is assumed to be flexible instead of rigid. The hydrodynamic interactions among TLP members, such as columns and pontoons, and the structural damping are included in the dynamic structural analysis. The equations of motion of a whole structure are formulated using element-fixed coordinate systems which have the origin at the nodes of the each hull element and move parallel to a space-fixed coordinate system. The dynamic structural responses of a TLP were analyzed in the case of including the current or not including the one in waves and the effects of current on the TLP were investigated.

다방향 불규칙파중의 초대형 해양구조물의 동적응답해석 (A Dynamic Response Analysis of Very Large Offshore Structures in Multi-Directional Irregular Waves)

  • 구자삼;조효제;김경태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.90-103
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    • 1997
  • 본 논문에서는 3차원 특이점분포법, 파의 상호간섭이론 및 유한요소법을 결합한 Goo등[29]이 개발한 초대형 해양구조물의 동적응답 해석법과 스팩트럴 해석법을 이용하여 다수의 임의형상 지지부체간의 유체역학적 상호간섭을 고려한 다방향 불규칙파중의 초대형 해양구조물의 운동응답 및 구조응답의 유의치를 동시에 계산할 수 있는 동적응답 해석법을 개발하였으며, 반잠수식 Ring형상의 초대형 해양구조물을 수치계산 모델로 하여 구조물의 동적응답에 미치는 상호간섭과 다방향파의 영향을 평가하였다.

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인장계류식 해양구조물의 동적응답해석(II) (A dynamic response Analysis of Tension Leg Platforms in Waves (II))

  • 구자삼;박찬후;이창호
    • 한국해양공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.25-35
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    • 1996
  • A numerical procedure is described for predicting the motion and structural responses of tension leg platforms(TLPs) in waves. The developed numerical approach is based on a combination of a three dimensional source distribution method and the dynamic response analysis method, in which the superstructure of TLPs is assumed to be flexible instead of rigid. Restoring forces by hydrostatic pressure on the submerged surface of a TLP have been accurately calculated by excluding the assumption of the slender body theory. The hydrodynamic interactions among TLP members, such as columns and pontoons, and the structural damping are included in the motion and structural analysis. The equations of motion of a whole structure are formulated using element-fixed coordinate systems which have the orgin at the nodes of the each hull element and move parallel to a space-fixed coordinate system. Numerical results are compared with the experimental and numerical ones, which are obtained in the literature, concerning the motion and structural responses of a TLP in waves. The results of comparison confirmed the validity of the proposed approach.

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규칙파중의 바지형 선박의 유탄성응답해석 (A Hydroelastic Response Analysis of Barge Type Ships in Regular Waves)

  • 이승철;구자삼;하영록;도덕희
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.34-40
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    • 2010
  • When a large ship is advancing in waves, it undergoes hydroelastic response, which affects the structural stability and the fatigue destruction of the ship. Therefore, to predict an accurate hydroelastic response, it is necessary to conduct a thorough analysis of hydroelastic response, including fluid-structure interactions. In this research, the ship is divided into many hull elements, to calculate the fluid forces and wave exciting forces on each element. Using the three-dimensional source distribution method, the calculated fluid forces and wave exciting forces are assigned to nodes of the hull elements. The neighbor nodes are connected with elastic beam elements. We analyzed hydroelastic responses, using the finite elements method.

다수의 부체로 지지된 초대형 해양구조물에 작용하는 정상표류력(II) (Steady Drift Forces on Very Large Offshore Structures Supported by Multiple Floating Bodies in Waves(II))

  • 구자삼;조효제;홍사영;이창호;김경태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.150-161
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    • 1996
  • 본논문에서는 파중에서의 다수의 3차원 임의형상 부체에 의해 지지된 초대형 해양구조물에 작용하는 정상표류력 해석법을 제시한다. 3차원 특이점 분포법, 파의 상호간섭이론, 운동량 이론에 의한 Far field법과 3차원 골조구조를 다루기 위한 유한요소법을 결합하여 이론을 정식화하였으며, 수치계산 결과를 Kagemoto[6]에 의한 33(3행11렬)개의 footing형 축대칭 부체에 의해 지지된 해양구조물에 작용하는 정상표류력의 실험치 및 계산치와 서로 비교 검토함으로써 본 해석법의 타당성을 검정하였다.

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