• Title/Summary/Keyword: 평면변형문제

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The Simulation of Dies and Forming Processes for Clod Forging by Using Rigid-Plastic Finite Element Analysis (강소성 유한요소법을 이용한 냉간단조 금형 및 가공 공정 해석)

  • 이낙규;윤정호;양동열
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.1070-1081
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    • 1989
  • 본 논문의 목적은 일반적인 곡면을 갖는 냉간단조 공정을 컴퓨터 시뮬레이션 을 통해 해석하고자 강소성 유한요소법의 프로그램을 개발하고, 이를 축대칭 및 평면 변형 단조성형에 적용하고자 한다. 축대칭 문제로는 산업적으로 이용이 많은 치차 블랭크(gear blank) 형태의 예제를 선택하였고 평면변형으 경우 정밀 단조품의 하나인 터어빈 블레이드(turbine blade)를 평면변형 문제로 보아 해석하였다. 한편 심한 변형을 하는 후방압출과 같은 문제의 수렴성을 향상시키고 공정을 계속적으로 해석하 기 위하여 격자 재구성기법을 도입함으로서 냉간단조 문제의 일반적인 해석을 하도록 한다.

Limit Analysis of Plane Strain Drawing (평면 변형 인발의 극한 해석)

  • 김병민;최인근;최재찬;이종수
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1407-1416
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Liu의 수식화를 바탕으로 가공 경화성을 고려하여 수식화를 재 구성하고, 유한요소 프로그램을 개발하여 평면 변형 인발문제를 극한 해석함으로써, 성형에 필요한 한계 하중 및 최적 속도장을 직접적으로 구하였다.수렴되어진 최적 속도장으로 각 요송에서의 변형률 속도, 변형률 및 격자 변형등을 수치적으로 계산함 으로써 가공에 따른 변형 특성도 파악하였다. 한계 하중은 항공기 구조용 소재인 알 루미늄 6061 재료를 이용하여 판재 인발 실험을 행함으로써 얻은 결과치와 비교 검토 하였으며, 유동 특성을 관찰하기 위하여 격자 왜곡(grid distortion) 실험을 하여 얻 은 변형 패턴과 수치 계산에서 구한 격자변형 패턴을 상호 비교하였다.

극한해석에 관한 단일이론

  • heo, Hun
    • Journal of the KSME
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    • v.28 no.3
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    • pp.248-256
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    • 1988
  • 극한해석은 이제까지 주로 소성구조물의 설계에 응용되어 왔다. 초기의 구조물들은 탄성에너지 이론에 의하여 설계되었고 모든 권위자들은 이를 당연하게 받아들였다. 그러나 Broek 교수와 같은 사람들의 노력에 의하여 극한설계의 타당성과 유용성이 입증되었고, 구조물의 건설에 많은 경비를 절약하게 되었다. 철탑과 같은 트러스 구조물이 그 대표적인 예로서 카나다의 수력발 전회사는 1910년 철탑을 평지에 세워놓고 모든 악조건을 부과하며 수년간 극한해석의 타당성을 실험하여 입증하였다. 트러스에 대한 극한해석 문제는 최소화 기법의 구속최소화 문제로 유도할 수 있고, 트러스문제는 소성가공의 해석에도 직접 응용할 수 있다. 왜냐하면, 예를 들어 평면변 형문제가 앞에서 보인바와 같이 똑같은 구속최소화 문제로 유도되었기 때문이다. 결론적으로, 트러스문제나, 평판문제나, 평면응력문제나, 평면변형문제가 극한해석에서는 모두 같은 문제로 간주될 수 있고 같은 공식과 같은 방법으로 풀 수 있는 것이다. 이를테면, 소성구조물에서의 한 계하중은 소성가공에서는 가공하중이 되며 모두 극한하중이 되는 것이다.

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A Finite Element Nonlinear Formulation for Large Deformations of Plane Frames (평면 뼈대구조물의 큰 변형에 대한 비선형 유한요소의 정식화)

  • 윤영묵;박문호
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.4
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    • pp.69-83
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    • 1994
  • An explicit finite element nonlinear formulation for very large deformations of plane frame structures is developed. The formulation is based on an updated material reference frame and hence a true stress-strain relationship can be directly applied to characterize the properties of material which is subjected to very large deformations. In the formulation, a co-rotational approach is applied to deal with the large rotations but small strain problems. Straight beam element is considered when the strain of an element is large. The element formulation is based on the small deflection beam theory but with the inclusion of the effect of axial force. The element equations are constructed in an element local coordinate system which rotates and translates with the element, and then transformed to the global coordinate system. Several numerical examples are analyzed to validate the presented formulation.

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Applications of Force Balance Method to Several Metal Forming Problems (성형가공문제에 대한 힘 평형법의 응용)

  • 최재찬;김진무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.5
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    • pp.653-660
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    • 1986
  • Two uppor bound solutions, by the force balance method and by a kinematically admissible velocity field, are compared for the metal forming problems in plane strain. It is concluded that these two approaches always give identical results when the geometrical configurations of the deformation model reman the same. By detailed derivations for plastic bending of a notched bar, closed die forging, compression of a rectangular block, machining with a restricted contact tool and plane strain backward extrusion, the identity of both approaches is verified.

외연적 강소성 유한 요소법을 이용한 2차원 박판 성형 공정의 해석

  • 안동규;정동원;양동열
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.57-62
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    • 1992
  • 박판 성형 공정에서는 복잡한 실제 차체판넬을 금형설계단계에서 빠르고 효율적으로 해석하기 위해 평면 변형 문제로 취급할 수 있는 많은 국부 단면들에 대해 단면 해석방법이 쓰이고 있다. 최근에 박박이론 및 굽힘 에너지가 보강된 박막 요소에 근거한 내연적 강소성 유한 요소 해석이 많이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 박판 성형 공정의 단면 해석을 위해 외연적 강소성 유한 요소법을 사용하였고, 접촉처리는 직접적 시행착오법을 사용하였다. 또한 본 연구의 적합성을 보이기 위해 평면 변형을 가정한 실린더형 펀치 스트레칭과 트렁크 리드 대칭 단면을 해석하였다.

Thermoelastic deformation and stress analysis of a FGM rectangular Plate (경사기능재료 사각 판의 열 탄성 변형과 응력 해석)

  • Kim,Gwi-Seop
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.1
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    • pp.34-41
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    • 2003
  • A Green's function approach is adopted for analyzing the thermoelastic deformation and stress analysis of a plate made of functionally graded materials (FGMs). The solution to the 3-dimensional steady temperature is obtained by using the laminate theory. The fundamental equations for thermoelastic problems are derived in terms of out-plane deformation and in-plane force, separately. The thermoelastic deformation and the stress distributions due to the bending and in-plane forces are analyzed by using a Green’Às function based on the Galerkin method. The eigenfunctions of the Galerkin Green's function for the thermoelastic deformation and the stress distributions are approximated in terms of a series of admissible functions that satisfy the homogeneous boundary conditions of the rectangular plate. Numerical examples are carried out and effects of material properties on thermoelastic behaviors are discussed.

Elastic-Plastic Finite Element Analysis of 2-D Stretch Forming by Using the Selective M/S-Elements (선택적 M/S요소를 이용한 2차원 스트레칭 공정의 탄소성 유한요소해석)

  • 양동열;정상보;송인섭;심현보;이항수
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1601-1610
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    • 1991
  • 본 연구에서는 3차원 스트레칭 문제의 2차원화가 가능한 주요 단면에 대해서 박막요소와 적층 셸(degenerated shell) 요소를 혼합하여 사용하는 선택적 M/S 방법을 이용하여 2차원 문제로 해석하였다. M/S변환 조건으로는 변형형상의 기하학적 조건 을 고려하였다.

Development of Numerical Analysis and Optimization AIgorithms for Orthotropic Continuous Curved Floor Slab Systems (이방성 연속 곡평면 슬래브 시스템의 수치해석과 최적화 알고리즘의 개발)

  • Park, Moon Ho
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.12 no.3
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    • pp.1-15
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    • 1992
  • A Practical and easily applicable methods for the numerical analysis and the optimum design of continuous and horizontally curved two-way slab systems with twelve possible edge conditions are presented. The proposed method for the numerical structural analysis is based on the use of design moment coefficients which are derived from the elastic theory of thin curved plates. The optimum values are selected from within the feasible region in the design space defined by the limit state requirements. The sequential linear programming is introduced as an analytical method of nonlinear optimization. The optimum design variables, including a effective depth and transformed steel ratios per unit width of middle and column strips of slabs, are then determined.

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Unsteady Thermoelasic Deformation and Stress Analysis of a FGM Rectangular Plate (경사기능재료 사각 판의 비정상 열 탄생변형과 응력해석)

  • Kim, Kui-Seob
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.8
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    • pp.91-100
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    • 2004
  • A Green's function approach is adopted for analyzing the thermoelastic deformations and stresses of a plate made of functionally graded materials(FGMs). The solution to the 3-dimensional unsteady temperature is obtained by using the laminate theory. The fundamental equations for thermoelastic problems are derived in terms of out-plane deformation and in-plane force, separately. The thermoelastic deformation and the stress distributions due to the bending and in-plane forces are analyzed by using a Green's function based on the Galerkin method. The eigenfunctions of the Galerkin Green's function for the thermoelastic deformation and the stress distributions are approximated in terms of a series of admissible functions that satisfy the homogeneous boundary conditions of the rectangular plate. Numerical analysis for a simply supported plate is carried out and effects of material properties on unsteady thermoclastic behaviors are discussed.