• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.26 no.3D
• /
• pp.435-444
• /
• 2006

This paper investigates the effect of 3-dimensional FE models to evaluation results of jointed concrete pavements which is back-calculated by AREA method. Sensitivity of 3-dimensional FE models developed to simulate the behavior of real jointed concrete pavement are analyzed after compared with 2-dimensional FE models using ILLISLAB. In comparison with 2-dimensional models, influence of concrete contraction under loading plate and base layer on surface deflections is more than that of loading configuration. Deflections at 3-dimensional model between linear and nonlinear temperature distribution under same temperature difference are similar, but noticeable differences are investigated in low elastic modulus of foundations. Dynamic deflections under loading plate are larger than static deflections in high elastic modulus of foundation, but smaller in low elastic modulus. Lower dynamic modulus of subgrade reactions are backcalculated by dynamic deflections than by static deflections. But reverse trend is investigated in the backcalculated elastic modulus of concrete which describes trends of the field backcalculation values calculated from AREA method.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.41-50
• /
• 2001

본 연구는 모래사면의 언덕근처에 설치된 짧은 말뚝의 수평하중의 영향에 관한 것이다. 3차원 탄소성 유한요소법해석과 실내 모형실험의 결과를 비교하였다. 경사 30$^{\circ}$의 사면에 시공된 짧은 말뚝의 특성을 파악하기 위해, 사면언덕에서 모형말뚝까지의 거리를 3종류로 상이하게 하여, 모형실험을 실시하였다. 사용된 모래의 지반특성은 배수조건하의 삼축압축실험으로 결정하였다. 동시에 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석결과와 모형실험결과를 비교하였다. 본 유한요소법의 해석에 있어서 모래지반을 탄성완전소성모델(Elastic-perfectly plastic model)로 가정하여, 파괴기준으로 Mohr-Coulomb 식과 소성 포텐셜에 대해서는 Drucker-Prager 식을 적용한 MC-DP 모델로 하였다. 이러한 MC-DP 모델의 구성식은 유한요소법에서 있어 계산치의 수렴에 유익하다. 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석이 사질토 사면의 언덕 부근에 설치된 단하의 수평거동에 대한 파악에 유효하다는 것을 확인하였다.

• International Journal of Highway Engineering
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.213-224
• /
• 2008

Flexible pavement responses to vehicular loading, such as critical stresses and strains, in each pavement layer, could be predicted by the multilayered elastic analysis. However, multilayered elastic theory suffers from major drawbacks including spatial dimension of a numerical model, material properties considered in the analysis, boundary conditions, and ill-presentation of tire-pavement contact shape and stresses. To overcome these shortcomings, three-dimensional finite element (3D FE) models are developed and numerical analyses are conducted to calculate pavement responses to moving load in this study. This paper introduces a methodology for an effective 3D FE to simulate flexible pavement structure. It also discusses the mesh development and boundary condition analysis. Sensitivity analyses of flexible pavement response to loading are conducted. The infinite boundary conditions and time-dependent history of calculated pavement responses are considered in the analysis. This study found that the outcome of 3D FE implicit dynamic analysis of flexible pavement that utilizes appropriate boundary conditions, continuous moving load, viscoelastic hot-mix asphalt model is comparable to field measurements.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.6 no.3
• /
• pp.119-130
• /
• 1996

The theory and numerical technique using boundary elements method (BEM) are given to solve 2-dimensional resistivity problems. Potential distributions from homogeneous resistivity model and layered model are calculated by using BEM for a point source of current injection. The potential distributions of BEM are compared with those of finite difference method (FDM) and finite elements method (FEM). Among the three numerical methods to solve 2-dimensional resistivity problem, it is proved that BEM is more efficient tool than FDM and FEM in consideration of computing storage and time as weU as the accuracy of solutions.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.3 no.1
• /
• pp.56-67
• /
• 1991

압출공정에서 발생하는 전달현상을 이해하기 위하여 싱글-스크류 압출기에서의 비 뉴톤성 유체의 비등온유동에 대한 수치해석을 위한 유한요서법(FEM)을 개발하였다. FEM 은 준-3차원 물리적 모델을 기본으로 하였고 온도분포해석을 위하여 전진방법을 도입하였 다. 본 연구에서 도입한 수치해석적 모델과 더 간단한 준-2차원 모델을 온도분포의 예측에 관하여 초점을 맞추어서 비교 하였다. 압출기의 내부채넬에서 순환유동이 온도분포에 미치 는 영향의 중요성이 강조되었다. 순환유동의 효과를 파악하기 위하여 유한 요소식에서 순환 과 관련된 대류항을 빼도록 유한요소 프로그램을 개조 하였고 개발된 원래의 프로그램과 개 조된 프로그램의 해석을 수행한후 해석결과 중에서 특히 온도분포에 있어서의 차이점을 비 교하였다. 이로부터 간단한 준-2차원 모델은 순환효과를 무시했기 때문에 속도분포의 예측 에서는 별문제가 없으나 온도분포의 예측에 있어서는 크게 잘못될 수 있음을 알수 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.34 no.3
• /
• pp.323-331
• /
• 2010

In this study, we propose a 3D finite element (FE) model for the residual stress under oblique shot peening. Using the FE model for an oblique impact, we examine the effects of factors on the residual stress such as the Rayleigh damping in the material, dynamic friction, and the rate dependency of the material and systematically integrate the effects. The plastic deformation of the shot is also emphasized. Then, the FE model is used to study oblique multi-impacts. The results obtained using the FE model are compared with experimental x-ray diffraction (XRD) results; in contrast to the rigid and elastic shots, plastic shots are found to produce residual stresses similar to that shown in the XRD results. Thus, the 3D FE models with integrated factors and plastically deformable shots are validated. The proposed model will serve as a basis for the 3D FE model for multi-impacts with different impact angles to simulate the actual phenomenon of shot peening.

• Journal of the Korean Society for Railway
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.139-146
• /
• 2010

In this study, a new equivalent modeling technique of rollingstock for 1-D collision dynamics was proposed using crash analysis of 3-D finite element model in some detail. To obtain good simulation results of 1-D dynamic model, the force-deformation curves of crushable structures should be well modelled with crash analysis of 3-D finite element model. Up to now, the force-deformation curves of the crushable structures have been extracted from crash analyses of sectionally partitioned parts of the carbody, and integrated into 1-D dynamic model. However, the results of the 1-D model were not satisfactory in terms of crash accelerations. To improve this problem, the force-deformation curves of the crushable structures were extracted from collision analysis of a simplified train consist in this study. A comparative study applying the suggested technique shows in good agreements in simulation results between two models for KHST.

• Journal of the KSME
• /
• v.27 no.6
• /
• pp.496-503
• /
• 1987

지금까지 유한요소망의 자동생성 방법에 대하여 현재 보편적으로 쓰이고 있는 것을 중심으로 살펴보고자 한다. 특히 최근 유한요소해석을 포함한 설계의 완전자동화에 대한 연구 추세에 의해 형상 모델러의 기능이 중요하게 됨에 따라 유한요소망의 자동생성과 형상 모델러의 관계를 기술하였다. 유한요소망의 자동생성에 대한 현재 상황은, 3차원 고체의 경우 모든 가능한 상황에 대처할 수 있는 일반적인 자동생성방법을 위해서는 더 많은 진전이 이루어져야 할 것이다. 특히 이 경우, 2차원 문제와는 달리 해석전에 미리 사용자가 필요한 유한요소망의 밀도를 쉽게 예측할 수 없기 때문에 해석결과나 오류치 평가에 따라 유한요소망을 조절해가는 자체조절 기능이 더욱 중요하게 된다. 이 기능이 충분히 발달되면 자동생성의 문제점이나 그 원리의 복잡성등을 직접 해결할 필요성이 없어질 것이다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.219-226
• /
• 1998

본 연구에서는 경량콘크리트보의 거동을 연구하는데 적용될 수 있는 비선형해석이 나타나있다. 콘크리트에 대한 2축 실험 자료를 사용하여 경량콘크리트의 구성모델을 만들었다. 구성모델에서 콘크리트의 비선형성은 주응력비에 따른 강도증감계수와 탄성계수의 변화에 따른 비선형저감계수를 사용하여 나타내었다. 유한요소 모델해석에서 콘크리트는 8절점을 가진 사각형요소로 하고 철근은 1차원 선형요소로 가정하여 해석하였다. 유한요소해석으로부터 얻어진 수치해석결과와 실험실에서 행한 실험결과를 비교하였다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.230-235
• /
• 2009

This paper describes an automatic finite element mesh generation for finite element analysis of three-dimensional structures. It is consisting of fuzzy knowledge processing, bubble meshing and solid geometry modeler. This novel mesh generation process consists of three subprocesses: (a) definition of geometric model, i.e. analysis model, (b) generation of bubbles, and (c) generation of elements. One of commercial solid modelers is employed for three-dimensional solid structures. Bubble is generated if its distance from existing bubble points is similar to the bubble spacing function at the point. The bubble spacing function is well controlled by the fuzzy knowledge processing. The Delaunay method is introduced as a basic tool for element generation. Automatic generation of finite element for three-dimensional solid structures holds great benefits for analyses. Practical performances of the present system are demonstrated through several mesh generations for 3D geometry.