• 제목/요약/키워드: 판요소법

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슬래브 하부 수평저항을 고려한 지반위의 콘크리트 슬래브 해석 모델 및 온도하중에 의한 거동 분석 (Analysis Models of Concrete Slabs-on-Grade Considering Horizontal Resistance at Slab Bottom and Behavior under Thermal Loads)

  • 김성민;안주옥
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.271-282
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    • 2006
  • 지반위에 놓인 콘크리트 슬래브가 온도하중을 받을 때 지반의 전단저항과 슬래브 하부와 지반과의 마찰 등에 의해 생기는 슬래브 하부의 수평저항을 고려하여 지반위에 놓인 콘크리트 슬래브의 거동을 분석하였다. 지반위의 콘크리트 슬래브와 강성도로포장의 해석에 널리 사용되는 탄성지반위의 얇은 판을 이용하여 슬래브 하부의 수평저항을 고려하기 위한 해석 공식을 유도하였다. 이를 이용하여 판요소와 쉘요소를 이용한 유한요소법에 의한 모델을 개발하여 수치해석 결과를 도출하였다. 해석 공식과 수치해석 모델을 이용한 해석 결과를 비교 분석하였고 매우 비슷한 결과가 도출 되는 것을 알 수 있었다. 슬래브의 상부와 하부에 온도 차이가 있을 때와 슬래브의 온도가 전체적으로 감소할 때, 콘크리트 슬래브의 응력 분포에 슬래브 하부의 수평저항이 미치는 민감성을 여러 가지의 다른 슬래브의 두께, 탄성계수, 그리고 지반의 수직탄성계수 등을 고려하여 분석하였다. 해석 결과에서 온도하중을 받을 때 슬래브 하부의 수평저항은 슬래브의 응력에 매우 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 발견하였다.

하중변환 알고리듬을 적용한 줄눈 콘크리트 포장해석 프로그램 개발 (Development of Structure Analysis Program for Jointed Concrete Pavement Applying Load Discretization Algorithm)

  • 윤태영;김지원;조윤호
    • 한국도로학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.1-11
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    • 2003
  • 최근 국내에서는 국내 여건을 고려한 설계법을 개발함과 동시에 이미 공용중에 있는 도로 포장의 성능향상을 위한 $\ulcorner$한국형 포장 설계법 개발과 성능개선 연구$\lrcorner$가 진행되고 있다. 본 연구에서 개발된 $\ulcorner$하중변환 알고리듬을 적용한 줄눈콘크리트 포장 해석 프로그램$\lrcorner$은 이러한 연구의 세부분야인 콘크리트 포장 설계법 개발분야의 연구 결과로서 기본 프로그램 부분과 하중변환 부분으로 구분되어 구성되며, 기본 프로그램 부분에서는 판/쉘 요소, 스프링 요소 보 요소를 이용하여 줄눈 콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브, 하부층, 다웰바를 모사한다. 하중변환 부분에서는 기존의 연속체 요소에 대한 하중변환 알고리듬을 수정/적용하여 요소망에 제약을 받지 않고 다양한 하중 조건을 해석한다. 또한 프로그램은 하중변환 알고리듬을 적용하여 해석을 수행하는 등분포 하중 이외에, 집중하중. 온도하중, 자중 등을 고려할 수 있는 특징이 있다. 개발된 프로그램의 특성을 분석하기 위한 민감도 분석 결과 하중크기 및 위치와 콘크리트 슬래브의 두께가 포장의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 분석되었으며 이는 Westergaard 계산식, ILLISLAB과 유사한 결과이다.

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

  • 강윤호;황상무
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.829-837
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    • 1992
  • 본 연구에서는 열간박판압연공정에서의 소성유동, 롤압력, 온도분포를 예측하 기 위한 새로운 방법을 제안하고 있다. 제안된 방법은 유한요소 수식화에 바탕을 두 고 있으며 박판의 소성유동과 온도판의 소성유동과 롤-박판 접촉면에서의 롤압력을 예 측하기 위하여 Hwang등이 제안한 벌칙 강소성 유한요소 수식화기법을 제시하였으며 제 안된 방법에 대한 해의 정확도는 문헌에서의 이론해와 시뮬레이션 결과를 비교하여 확 인하였다. 또한 박판에서의 온도장, 속도장과 롤에서의 온도장의 연계해석을 위한 반복계산방법이 제안되었다. 제안된 방법들을 이용하여 다양한 공정에 대한 시뮬레 이션을 수생하였으며 다양한 공정조건에 대한 롤-박판 시스템의 열적특성과 롤간극에 서 박판의 유동특성을 조사하였다.

최적 시험체 형상을 고려한 개선된 콘크리트 등방휨인장강도 시험법 (Improved Biaxial Flexure Test (BFT) for Concrete with the Optimum Specimen Geometry)

  • 지광습;김지환;오홍섭
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.523-530
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    • 2009
  • 콘크리트를 설계하기 위해 설계자는 설계의 효율성을 위하여 일축휨강도에 기초한 설계를 하고 있지만, 포 장체 및 바닥판과 같은 실제 구조요소의 응력상태는 재료전반에 작용하는 이축응력이 발생하게 된다. 따라서 콘크리트 의 이축휨시험은 사용하중상태에서 콘크리트의 거동을 평가할 수 있는 중요한 설계인자로서 사용될 수 있다. 이 연구 에서 저자들은 콘크리트 이축휨강도를 평가할 수 있는 BFT 시험법의 최적 구성을 제안하였다. 이 기법은 세라믹 또는 바이오 재료 분야에서 사용되어온 링온링 시험법을 콘크리트 재료에 적합하도록 수정, 제시한 것이다. 이를 위하여 유 한요소해석과 정밀해에 대한 분석을 통하여 시험체의 형상과 시험법을 제시하였다. 제안된 방법에 의한 실험 결과, 이 축휨실험을 통하여 콘크리트 재료의 휨강도를 충분히 판정할 수 있는 것을 증명할 수 있었다.

동전모양 균열이 존재하는 이상복합체의 에너지해방율 산정 (Determination of Energy Release Rate of Penny-shaped Interface Crack on Bimaterial Cylinder)

  • 양성철;서영찬;박종원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.389-398
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    • 2002
  • 동전모양의 균열이 이상복합 실린더 계면에 존재하는 혼합모드 조건(I, II)에 대해 유한요소법을 사용하여 에너지해방율을 구하였다. 두재료의 탄성비와 노치율을 변화시켜 상업용 FEM 프로그램인 ABAQUS로부터 얻은 결과를 가상 균열법과 J 적분법에 적용하였으며 에너지해방율을 구하여 무차원함수로 표현하였다. 모드 II의 무차원 에너지해방율($\sqrt{G_{II}E^*}/\sqrt[p]{\pi a}$)은 균열길이와 탄성비가 증가되면서 그 값이 증가됨을 알수 있었다. 반면, 모드 I의 무차원 에너지해방율($\sqrt{G_{I}E^*}/\sqrt[p]{\pi a}$)은 탄성비가 증가하면서 그 값이 감소하며, 두재료의 탄성비가 3 이상인 경우에 균열길이가 증가되면서 무차원 에너지해방율이 감소하다가 다시 증가하게 나타났다. 또한 수치해석된 결과치를 무한판 실린더의 응력확대계수에 대한 정해와 비교하여 본 해석의 신뢰성을 확보하였다.

인공위성 궤도의 추적과 예보의 기술개발(I) -예비궤도 결정법에 관한 연구- (A Study on the Tracking and Position Predictions of Artificial Satellites(I) - A Study on the Methods of the Preliminary Orbit Determination-)

  • 김천휘;신종섭;박필호;김두환;이병선;조중현;이정숙;박상영;최규홍
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제5권1호
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    • pp.45-51
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    • 1988
  • 지주주위를 선회하는 안공위성의 예"1궤도를 결정하는 대부분의 모든 땅뱀을을 채조사하였다. 조사판 앙법들을 이용하켜 기상위성 NOAA-10호의 예비궤도릎 결청하였고 그 결과들을 NASA에서 계산된 NOAA-10호 위성의 평균궤도요소와 비교하였다. 이 비교를 통하여 Ga-uss형 방법들에 의하여 결정된 예비궤도요소들이 Laplace형 방법들에 의한결과보다NASA의 평균궤도요소에 더 가깝게 계산되었다. 우리의 결과는 Gauss방법에 대한 Taff(l984) 의 비판이 재고되어야 함을 보여 주며 따라서 Marsden ( 1985 )의 견해를 뒷받침한다.

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현수교의 정착 형식에 따른 이동하중에 의한 동적 응답의 비교 (Comparison of Dynamic Responses According to Anchorage Type of Suspesion Bridges)

  • 서정인;김호경
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권1호통권44호
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    • pp.103-110
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    • 2000
  • 현수교는 정착 형식에 따라 타정식과 자정식으로 나누는데, 본 연구는 이 두 가지의 정착 형식의 이동하중에 대한 동적 효과의 차이를 살펴보기 위한 것으로, 연구 결과를 동적확대계수를 차량의 속도와 중량의 효과에 대해 제시함으로써 살펴보았다. 본 연구에 유한요소법을 이용하였다. 비선형 다엽식 현가장치와 트랙터-트레일러의 타이어를 모델링하기 위해 6자유도 시스템으로 차량을 모델링 하였다. 교량은 3차원 프레임 요소와 3차원 탄성현수선 요소로 모델링하였다. 바닥판 상부의 조도를 실제의 도로로부터 얻은 스펙트럼으로부터 노면형상을 생성하여 사용하였다.

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ANSYS RSM을 이용한 CNG차량 용기 필라멘트 와인딩 적층판 최적설계에 관한 연구 (A Study on the Optimal Design of Laminate for CNG composite vessel using ANSYS RSM)

  • 김의수
    • 한국가스학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.15-21
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    • 2009
  • 섬유강화 복합재료는 비강성과 비강도등의 우수한 기계적 성질을 나타내므로 구조물의 경량화가 요구되는 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 복합재를 이용한 압력용기는 무게를 경량화함으로써 에너지를 절약할 수 있고 강한 내식성을 가지고 있기 때문에 장기간 사용에 유리하다. 본 연구에서는 유한요소법과 ANSYS 반응표면법을 이용하여 안정성 판단의 기준으로 Von-mises 항복 기준, Tasi-hill이론, 응력비를 만족시킬 수 있는 E-glass/epoxy로 필라멘트 와인딩된 CNG차량복합재 압력용기 적층판의 최적설계 모듈을 개발하였다.

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자동차 구동용 PEMFC 금속계 분리판 개발 (Development of PEMFC Metallic Bipolar Plate for Automotive Driving)

  • 이종찬;김기정;양유창;전유택
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.89-92
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    • 2007
  • The metallic bipolar plate in PEMFC is widely used for automotive driving because of its advantages, i) high strength, ii) high chemical stability, iii) low gas permeability and iv) applicability to mass production. Especially, the metallic bipolar plate which is manufactured with the sheet metal stamping process can be applied in automotive PEMFC with less volume and weight because of its thin thickness but the formability and springback problems arise in real manufacturing process. The assessment for formability and springback of metallic bipolar plate should be performed before making stamping die sets. In this work, the methodology for determining the allowable draft angle of flow passage is introduced by using finite element analysis. In analysis results, as the draft angle of flow passage increase, the major strain and thinning is increase with exponential function. The allowable draft angle without fracture is presented by fitting the results. Additionally, the staking results with manufactured metallic bipolar plates by stamping process is presented.

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유한요소법을 이용한 고온용 초음파 유량센서의 설계 및 평가 (Design and Evaluation of Ultrasonic Flowmeter for High Temperature Using Finite Element Method)

  • 이주희;김창일;김철민;백종후;조정호;전명표;정영훈;이영진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.19-19
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    • 2010
  • 현재 산업에서 높은 정밀성과 설치의 간편함으로 이용량이 증가하고 있는 초음파 유량계는 압전진동자를 사용하여 측정을 한다. 일반적으로 초음파 유량계에서 초음파를 발생하고 수신하는 압전 세라믹 진동자의 경우 대부분 $200^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 사용이 불가능하다. 따라서 고온에서의 이용을 위한 사용가능 온도의 영역을 개선하기 위한 조성이나 구조적인 변화가 필요하였고, 조성변화에 있어서는 한계가 있기 때문에 구조 측면에서 접근하고자 하였다. 초음파 유량계의 구조에 있어 외접형 도파관 방식을 선택하였으며, 도파관의 길이, 방열판의 개수, 재질 등의 변수에 대하여 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 얻어진 결과에 대하여 샘플을 제작하였으며, 압전 진동자에 도달되는 온도를 평가 하였을 시 방열판에 대한 온도감소효과를 얻을 수 있었다.

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