• 제목/요약/키워드: 판 유한 요소

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유한요소법을 이용한 코오드-고무 복합판의 동적특성에 관한 연구 (A study on the dynamic characteristics of the cord-rubber laminates rectangular plate by finite element method)

  • 김두만;김항욱
    • 오토저널
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    • 제8권2호
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    • pp.51-64
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    • 1986
  • There has been considerable interest over the last twenty years in the subject of the elastic properties of the cord-rubber laminate. This has been due to the rather intensive study of the composites materials characteristics brought about by the increased use of rigid composites materials characteristics brought about by the increased use of rigid composites in many structural applications. The object of this study is to obtain the natural frequencies and modes of the simply supported cord-rubber laminate plates prior to the study on the analysis of the dynamic properties of the pneumatic tire. To obtain these natural frequencies and modes, the 12 degrees of freedom orthotropic rectangular plate finite elements are developed. By using classical lamination theory, the stress-strain relations are represented. The governing equation for the finite element is derived by energy method. To find the natural frequencies and modes, he eigenvalues and corresponding eigenvectors are computed by the well known Jacobi power method. In order to verify the capability of this present finite element, the results of the specially orthotropic plate and the angle-ply laminate plate are compared with the analytical solution. The analytical and numberical results are in good agreement. The following problems of the simply supported plate are analyzed by the present finite element. a) the natural frequencies and mode shapes of the cord-rubber laminate plate for various aspect ratio. b) The natural frequencies and mode shapes of the orthotropic plate with the rectangular hole in its center.

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간극효과를 고려한 증기발생기 전열관의 3차원 유한요소해석 (3-D Finite Element Analyses of Steam Generator Tubes Considering the Gap Effects)

  • 조영기;박재학
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.51-56
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    • 2011
  • Steam generator is one of the main equipments that affect safety and long term operation in nuclear power plants. Fluid flows inside and outside of the steam generator tubes and induces vibration. To prevent the vibration the tubes are supported by AVB (anti vibration bar). When the steam generator tube contact to AVB, it is damaged by the accumulation of wear and corrosion. Therefore studies are required to determine the effects of the gap between the steam generator tube and AVB. In order to obtain the stress and the displacement distributions of the steam generator tube, three dimensional finite element analyses were performed by using the commercial program ANSYS. Using the calculated the stress and the displacement distributions, the static residual strength of the steam generator tube can be evaluated. The results show that the stress and displacement of the steam generator tube increase significantly compared with the results from a zero-gap model.

퍼포본드 FRP-콘크리트 합성보의 휨거동에 관한 매개변수 연구 (A Parametric Study for Bending Behavior of Perfobond FRP-Concrete Composite Beam)

  • 유승운;국무성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.2396-2402
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    • 2012
  • 최근 영구거푸집과 보강재 역할을 동시에 하는 FRP-콘크리트 합성부재에 관한 연구가 많이 진행되고 있으며, 일부에서는 실제 교량바닥판에 적용되고 있다. 본 연구에서는 파괴실험으로 평가한 퍼포본드 FRP 콘크리트 합성보에 대해 비선형 유한요소해석 프로그램을 활용하여 검증해석을 실시하고, 이를 이용하여 FRP 보강재 형상에 따른 매개변수 해석을 수행하였다. 퍼포본드 FRP 보강재의 경우 다우웰 영향으로 내력이 증가하는 양상이 나타났고, 본 해석모델을 중심으로 판단하면 웨브의 높이를 고려하여 25~35mm 범위에서 구멍직경을 결정하는 것이 바람직하다고 판단된다.

탄성보에 의하여 지지된 복합재료 상판의 고유 진동수 (Natural Frequency of Building Slabs Supported by Elastic Beams)

  • 김덕현;심도식
    • 전산구조공학
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    • 제11권1호
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    • pp.227-235
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    • 1998
  • 임의의 단면과 임의의 경계조건을 갖는 구조요소에 대한 진동해석 방법은 1974년 D.H.Kim에 의해 제시되었다. 이 방법은 복합적층판을 포함한 2차원 문제의 1차모드 진동해석으로 확장하였다. passive와 active 제어 장치를 가지는 빌딩슬래브는 탄성지지된 것과 같이 거동한다. 이 논문에서는 표제의 문제를 해결하기 위하여 이 방법을 사용하였으며, 진동해석에 필요한 처짐 영향면을 유한 차분법을 사용하여 구하였다. 고유 진동수에 대한 슬래브 강성-기초탄성계수의 상대적인 값의 영향을 고찰하였다.

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″A Study on the Stress and Wave Propagation in Transversely Impacted Composite Laminates″

  • Ahn, Kook-Chan;Kim, Nam-Kyung
    • 한국안전학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.39-45
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    • 1992
  • 강구에 의한 횡방향 저속 충격을 받게 되는 복합재의 충격 응력 및 파동 전파에 관한 이론적 및 실험적 연구가 행하여 진다. 이론적 해석을 위해서는 실험적 접촉 법칙과 연계된 Whitney와 Pagano의 이론에 근거한 판 유한 요소 모델이 사용되며, 실험적 해석을 위해서는 직접적인 충격실험이 수행된다. 이러한 해석을 위한 시험편은 [0/45/0/­45/0]$_{2s}$와 (90/45/90/­45/90)$_{2s}$ 적층 순서를 가지는 유리/에폭시 적층 복합재이며 경계 조건은 clamped-simply support이다. 결과적으로 이러한 두 해석 결과들이 비교 검토되며, 적층 복합재의 충격 응력 및 파동 전파 특성이 규명된다.명된다.

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지반변형률에 의한 매설관의 지진차 거동 해석 (Analysis of Buried Pipelines Using Ground Strain Input from Seismic Waves)

  • 김문겸;조우연;어준;이강원
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.15-26
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    • 2000
  • 지진파 전파로 인한 매설관에 작용하는 지진하중은 지진특성 및 지반조건에 따른 지반변형률로부터 산정되어야 한다. 그러나. 기존에 사용되고 있는 경험적인 방법에 의해 계산된 지반변형률 모형은 지진 및 지반의 지역적 특수성을 고려할 수 없는 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 지진특성 및 지반조선을 반영할 수 있는 수정된 지반변형률 모형을 제안하고 개발된 모형을 매설관로의 지진해석에 지진하중으로 적용하였다. 여기서, 지반변형률을 예측하기 위한 지진판 전파속도는 지반조건을 고려할 수 있도록 파 에너지분포에 근거한 분산곡선을 제안하여 산정하였다. 이러한 과정을 통해 얻어진 지반변형률 산정방법에 타당성을 파악하기 위해 예측한 지반변형률과 과거 지진으로 실측된 지반변형률을 비교하였다. 타당성이 입증된 지반변형률 모형을 매설관의 하중으로 적용하여 지진해석을 실시하였으며, 계산결과는 범용 유한요소해석을 통한 동해석 및 응답변위법에 의한 결과와 비교하였다. 이를 통해 지반 변형률 모형을 적용한 매설관 지진해석의 타당성을 검증하였다. 또한, 지진 및 지반환경이 다른 다양한 관의 특성을 반영하기 위해, 지진 지반 및 관의 영향 인자에 대해 매개변수 해석에 실시되었으며, 이로써 본 연구의 활용성을 검토하였다.

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극돌기 절골술과 추궁판 절제술에 대한 생체역학적 비교 (The Comparison of Biomechanical Changes between Spinous Process Osteotomy and Conventional Laminectomy)

  • 강경탁;전흥재;손주현;김호중;문성환;이환모;김가연
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권7호
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    • pp.645-651
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    • 2009
  • Previous studies have introduced the technique of spinous process osteotomy to decompress spinal stenosis, a procedure which aims to afford excellent visualization while minimizing destruction of tissues not directly involved in the pathologic process. However, biomechanically it has not been investigated whether the sacrifice of posterior spinous process might have potential risk of spinal instability or not, even though supra-spinous and inter-spinous ligaments are preserved. Therefore the aim of this study is to evaluate the biomechanical properties after spinous process osteotomy, using finite element analysis. The model of spinous process osteotomy exhibited no significant increase in disc stress or change in segmental range of motion. It is due to the fact that the instability of lumbar spine has been maintained by the two-types of ligaments compared with the prior surgical technique. Therefore, according to the finite element result on this study, this osotetomy was considered to be a clinically safe surgical procedure and could not cause the instability of the lumbar spine.

군용차량 방탄재 최적화에 관한 연구 (A Study on the Armor Optimization of Military Vehicle)

  • 이현진;최재식;김근원;신기수
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.405-413
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    • 2013
  • During the land operations, the enemy's gunnery is the primary threat. For the military vehicle, the bulletproof effect is the one of the important issues regarding the safety of soldiers on duty. Recently, the advanced military vehicles have planned to install armor plates. However, due to the budget problem, it is difficult to equip the protection systems. Hence, the optimum approach to increase bulletproof capability is essential. In this paper, the optimum thickness and component of the armor of military vehicles were evaluated by using finite element analysis for bullet impact effects. To achieve this aim, 7.62mm NATO bullet, 1.6mm steel and Kevlar-29 composite have been modeled and the simulations were conducted with various thickness cases by using MSC Nastran sol 700. Consequently, it was revealed that Kevlar-29 45 Layer is appropriate thickness for 7.62 bulletproof. Furthermore, Kevlar-29 in front of steel was effective by comparison with the back of steel for bulletproof.

유한요소법을 이용한 방열판 설계를 위한 열해석 (Heat Analysis for Heat Sink Design Using Finite Element Method)

  • 장현석;이준성;박동근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.1027-1032
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    • 2013
  • LED는 저탄소 그린에너지 시대의 등기구로서 각광을 받고 있다. 다른 조명용 광원에 비해 친환경적이고 높은 에너지 효율을 가지고 있고 수명이 길다는 장점을 가지고 있지만, 공급전력 중 80%이상이 열에너지로 전환되며, 이에 따른 온도상승이 불가피 하여 높은 온도가 단점으로 꼽히고 있다. 온도상승은 LED소자의 수명에 영향을 미치기 때문에 방열시스템이 중요하게 자리 잡고 있다. 따라서 본 논문에서는 방열성능 향상을 위하여 LED 전구의 heat sink의 형상에 대한 열해석을 통하여 방열 시스템의 효용성을 분석하였다.

인공추간판 적용 시 인접 운동 분절에서의 변화 분석 (Analysis of biomechanical change of adjacent motion segment of the lumbar spine with an implanted artificial disc)

  • 김영은;윤상석
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.244-247
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    • 2005
  • Although several artificial disc designs have been developed for the treatment of discogenic low back pain and used clinically, biomechanical change with its implantation seldom studied. To evaluate the effect of artificial disc implantation on the biomechanics of lumbar spinal unit, nonlinear three-dimensional finite element model of L1-L5, S1 was developed and strain and stress of vertebral body and surrounding spinal ligaments were predicted. Intact osteoligamentous L1-L5, S1 model was created with 1-mm CT scan of a volunteer and known material property of each element were applied. This model also includes the effect of local muscles which was modeled with pre-strained spring elements. The intact model was validated with reported biomechanical data. Two models implanted with artificial discs, SB Charite or Prodisc, at L4/5 via anterior approach were also developed. The implanted model predictions were compared with that of intact model. Angular motion of vertebral body, force on spinal ligaments, facet joint contact force with $2\sim12$ Nm flexion-extension moment.

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