• Title/Summary/Keyword: 판 유한 요소

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Structural Intensity Analysis of Local Ship Structures Using Finite Element Method (유한요소법을 이용한 선체 국부 구조물의 진동인텐시티 해석)

  • Dong-Hwan Lee;Dae-Seung Cho
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.38 no.3
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    • pp.62-73
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    • 2001
  • The interest in evaluation of structural intensity arises for practical reasons, because net energy flow distribution offers information of energy transmission path, positions of sources, and sinks of vibration energy. In this paper, structural intensity analysis of local ship structures using finite element method(FEM) is carried out. The purpose of this analysis is to evaluate the relative accuracy according to mesh fineness. The structural intensity of unstiffened and stiffened plates varying their mesh fineness is analyzed and the results are compared with those obtained by the assumed mode method. As results, the proper mesh size in qualitative/quantitative structural intensity analysis of plate structures is proposed. In addition, the propagation phenomenon of vibration energy is investigated for the thickness-varying flat plate, L-type plate, and box-girder structures.

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유한요소법을 이용한 조선조식 종형 구조물의 동적 해석

  • 정석주;공창덕;염영하
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.3
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    • pp.309-318
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    • 1985
  • 본 논문에서는 종형 구조물의 특미인 비대칭성을 고헌할 수 있고 굽힘에너지 (flexural energy)와 확장에너지(extension energy)를 모두 고헌하여 유한요소의 분할 이 용역한 사변형과 삼각형 판-셸 유한요소를 사용하였다.

Stability and Post-buckling Analysis of Stiffened Plate and Shell Structures (보강된 판 및 쉘구조의 좌굴 및 후좌굴해석)

  • 김문영;최명수;민병철
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.155-168
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    • 1998
  • 보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.

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Finite Element Analysis for Vibration of Laminated Plate Using a Consistent Discrete Theory Part I : Variational Principles (복합재료적층판의 진동해석을 위한 유한요소모델 I. 변분원리의 유도)

  • 홍순조
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.4
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    • pp.85-101
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    • 1994
  • A family of variational principles governing the dynamics of laminated plate has been derived using a variationally consistent shear deformable discrete laminated plate theory with particular reference to finite element procedures. The theoretical basis for the derivation is Sandhu's generalized procedure for the variational formulation of linear coupled boundary value problem. As the bilinear mapping to write the operator matrix of the field equations in self-adjoint form, convolution product was employed. Boundary conditions, initial conditions and probable internal discontinuity were explicitly included in the governing functionals. Some interesting extensions and specializations of the general variational principle were presented, which can provide many different finite element formulations for the problem.

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Dynamics Modeling of Plate Treated with Active Constrained Layer Damping (능동 구속층 감쇠 처리된 판의 동적 모델링)

  • Park, C.H.;Kim, W.C.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.1 no.1
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    • pp.124-143
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    • 1997
  • 본 논문은 능동 구속층 감쇠(active constrained layer damping) 처리된 관의 동적 모델링과 정식화를 제시한다. 판의 운동방정식은 Hamilton정리를 이용하여 전개된 판, piezoelectric film 및 점탄성층의 운동방정식을 조합하므로서 유도된다. 이 운동방정식은 외부인가전압의 영향하에서 적층판의 해석적 모델을 제공할 뿐만이 아니라, 판 구조내에서 진동에너지를 감소시킬 수 있는 전단층의 효과에 대한 변위관계식을 나타낸다. 그리고 운동방정식에 대응하는 경계조건도 유도되었다. 또한 판과 능동구속층감쇠계의 동특성을 설명하기 위한 유한요소모델이 유도되었다. 이 모델의 타당성을 실온조건에서 실험적으로 입증하였다. 개발된 이론 및 실험적인 결과들은 판과 능동구속층 감쇠계가 구조진동의 감쇠를 위한 매우 유효한 수단으로 사용될 수 있음을 나타내었다.

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Dynamic Characteristics of Anisotropic Laminated Plates (이방성 복합재료의 동적특성에 관한 연구)

  • Park, Sungjin;Baek, Jooeun
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.12 no.1
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    • pp.62-68
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    • 2016
  • In this study, the impact problems are brought up and the formulation by isoparametric element is attempted for the purpose of analyzing the response characteristics of laminated plate receiving impact load based on the first-order shear deformation theory expanded from the Mindlin plate theory. The result of static analysis and dynamic analysis is drawn through the numerical analysis rectangular and circular plates of antisymmetric Angle-Ply laminated plate using the finite element method and the analysis on each displacement is compared.

Analysis of sound radiation by floor vibration in the closed sound field (실내의 바닥진동에 의한 음향방사해석)

  • 최석주
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1992.06a
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    • pp.137-140
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    • 1992
  • 실내 바닥슬래브의 휨진동에 의한 음향방사문제에 대하여 유한요소법을 적용하여 검토하였다. 단순한 형상의 판이 휨진동하여 자유공간에 음을 방사하는 문제에 대해서는 이론적인 해를 구할 수 있으나, 임의형상의 판이 휨진동하여 실내에 음을 방사하는 문제에 대해서는 검토되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이와같은 문제를 단순화한 해석법으로서 먼저 유한요소법을 이용하여 판의 휨진동에 대한 고유모드의 상대변위를 구하고, 다음 상대변위를 진동속도로 변환한 결과를 입력조건으로 하여 유한요소법에 의한 3차원 음장해석을 하였다. 그 결과 실내 바닥슬래브의 휨진동에 의한 음향방사파워는 슬래브의 진동모드, 실내음향모드 및 벽흡음율 등의 조건에 따라 크게 변화된다는 것을 확인하였다.

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Comparison of Various Shear Deformation Functions for Laminated Composite/Sandwich Plates (복합적층 및 샌드위치판 전단변형함수에 관한 상호비교연구)

  • Park, Won-Tae;Chang, Suk-Yoon;Chun, Kyoung-Sik
    • Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
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    • v.1 no.3
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • In this paper, we used various shear deformation functions for modelling isotropic, symmetric composite and sandwich plates discretized by a mixed finite element method based on the Lagrangian/Hermite interpolation functions. These shear deformation theories uses polynomial, trigonometric, hyperbolic and exponential functions through the thickness direction, allowing for zero transverse shear stresses at the top and bottom surfaces of the plate. All shear deformation functions are compared with other available analytical/3D elasticity solutions, are predicted the reasonable accuracy for investigated problems. Particularly, The present results show that the use of exponential shear deformation theory (Karama et al. 2003; Aydogu 2009) provides very good solutions for composite and sandwich plates.

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Finite element analysis of callus generation in fractured bones according to the strain distribution (골절부 변형률에 따른 골절부 가골 형성 과정의 유한요소해석)

  • Kim, Suk-Hun;Park, Myong-Gil;An, Song-Tao;Cho, Sung-Kyum;Chang, Seung-Hwan
    • Composites Research
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    • v.22 no.3
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    • pp.29-34
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    • 2009
  • In this paper, finite element analyses were used to estimate the strain distribution at the fracture site of a tibia bone. A stainless steel bone plate and various composite bone plates were considered to find out the best conditions for callus generation while bone fracture was cured for 16 weeks. Through this research, the appropriate load condition which makes the strains between the appropriate range($2{\sim}10%$) was sought. From this analysis, it was found that lower level of external load is needed for the appropriate strain for the case of composite bone plate application and it was also found that the composite bone plate had potential advantages for effective bone fracture healing relieved stress shielding effect.

Geometrically Nonlinear Analysis of Higher Order Plate Bending Finite Element (고차 판 유한요소의 기하학적 비선형 해석)

  • Shin, Young Shik
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.8 no.3
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    • pp.1-10
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    • 1988
  • A higher order plate bending finite element using cubic in-plane displacement profiles is proposed for geometrically nonlinear analysis of thin and thick plates. The higher order plate bending element has been derived from the three dimensional plate-like continuum by discretization of the equations of motion by Galerkin weighted residual method, together with enforcing higher order plate assumptions. Total Lagrangian formulation has been used for geometrically nonlinear analysis of plates and consistent linearization by Newton-Raphson method has been performed to solve the nonlinear equations. The element characteristics have been computed by, selective reduced integration technique using Gauss quadrature to avoid shear locking phenomenon in case of extremely thin plates. Several numerical examples were solved with FEAP macro program to demonstrate versatility and accuracy of the present higher order plate bending element.

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