• 제목/요약/키워드: 3차원 형상 해석

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복합요소법을 이용한 3-차원 해양구조물의 동적응답 (Hybrid Element Method for Dynamic Responses of Three-Dimensional Offshore Structures)

  • 이태갑;박우선;편종근
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.152-161
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    • 1990
  • 본 논문에서는 임의형상 3-차원 해양구조물의 동적응답산정을 위한 복합요소법에 대해서 연구하였다. 유체의 동압에 의한 하중은 관성력이 중요하다고 가정하여 점성효과는 무시하였다. 해석적고유급수해를 사용하여 회절 및 방사문제를 해결하는 복합요소법의 수식화과정을 체계적으로 정리하였으며, 임의형상 3-차원 구조물의 회절 및 방사문제를 해결할 수 있는 전산프로그램을 개발하여 여러 형상의 구조물에 대해서 예제해석을 수행하였다. 타문헌의 결과와의 비교를 통하여, 복합요소법을 이용한 파랑하중 산정기법 및 본 연구에서 개발한 전산프로그램의 타당성을 입증하였다.

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3 차원 사출성형 해석을 통한 냉장고 플라스틱 서랍 제작용 사출 성형 금형의 형상적응형 냉각수로 설계 (Design of Conformal Cooling Channels for the Mould of a Plastic Drawer of a Refrigerator by Analysis of Three-Dimensional Injection Moulding)

  • 안동규;박민우;박승화;김형수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1487-1492
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    • 2010
  • 본 논문의 목적은 3 차원 사출성형해석을 통한 냉장고 플라스틱 서랍 제작용 사출성형 금형의 형상적응형 냉각수로 설계이다. 바람직한 형상적응형 냉각수로의 설계를 얻기 위하여 형상적응형 냉각수로의 직경과 위치가 사출성형 특성과 제품의 품질에 미치는 영향을 정량적으로 고찰하였다. 해석결과로부터 제품의 균일 냉각과 변형 최소화가 가능한 최적의 형상적응형 냉각수로의 설계를 도출할 수 있었다. 본 연구에서 제안된 사출성형 금형과 기존의 직선형 냉각수로의 사출성형 금형을 냉각/제품 제작 시간 및 제품 품질 측면에서 비교한 결과, 형상적응형 냉각수로를 가진 사출성형 금형이 제품의 생산성과 품질을 동시에 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

여러 Wing들로 구성된 3차원 구조물의 효율적인 해석모델 (Efficient Analysis for a Three-Dimensional Multistory Structure with Wings)

  • 문성권;이동근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.429-438
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    • 1994
  • 3차원 유한요소 모델을 사용하여 여러 wing들로 구성된 3차원 다중 구조물의 해석을 수행할 경우에는 입력자료 작성시 번거로움과 긴 해석시간 및 큰 용량의 컴퓨터가 필요하게 된다. 본 연구에서는 이런 문제점을 효율적으로 극복할 수 있는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 해석모델들을 제안하였으며 이들 해석모델에는 3차원 다중 구조물에서 계산의 간편성 때문에 통상 무시되어 온 바닥슬라브의 면내변형이 고려되어져 있다. 본 연구에서 제안하는 해석모델에서는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물을 하나의 구조물로 취급하는 종래의 방법 대신에 각 wing 구조물들과 이들 wing 구조물을 서로 연결시켜주는 연결부로 이상화하기 때문에 다양한 형태(Y. U, H 등)의 구조물에도 쉽게 적용할 수 있다. 제안된 해석모델의 정확성은 두가지 구조방식의 예제 구조물에 대하여 3차원 유한 요소 모델과 제안된 해석모델로부터 구한 해석결과(구조물의 고유 진동주기, 모드형상, 임의 절점에서의 변위에 대한 시간이력)의 비교로부터 검증되었으며 그 결과 제안된 해석모델은 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 근사적인 모델로 적합함을 알 수 있었다.

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3차원 프린팅에 의한 경량 밸브 디스크 제조를 위한 위상최적화 기반의 형상 설계 (Shape Design based on Topology Optimization for Manufacturing of Lightweight Valve Disc by 3-D Printing)

  • 김태형
    • 에너지공학
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    • 제27권4호
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    • pp.13-19
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    • 2018
  • 본 연구에서는 위상최적화에 기초한 발전설비용 버터플라이 밸브 디스크 부품의 경량설계가 수행되었다. 이때 상용 유한요소해석 소프트웨어가 사용되었으며 기존 상용 밸브 디스크의 외형을 유지시키면서 내부의 불필요 공간을 제거하여 경량구조를 갖도록 하였다. 먼저 밸브 디스크의 원판과 브라켓을 분리하여 각각 최적설계 하였다. 최적의 형상이 선정되면 이들을 조립하여 3차원 경량 밸브 디스크 모델을 완성하였다. 이후 이 모델에 설계 압력을 적용하여 유한요소해석 후 구조적 안전성을 확인하였다.

줄눈콘크리트 포장의 구조적 형상이 AREA법을 이용한 역해석에 미치는 영향 (Effect of Structural Geometry of Jointed Concrete Pavement on Backcalculation using AREA Method)

  • 유태석;심종성
    • 한국도로학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.39-46
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    • 2007
  • 동일한 물성을 가지는 포장이라도 포장의 구조적인 형상에 따라 역해석 결과가 다르게 나타난다. 본 논문에서는, 구조적인 형상을 고정하고 동적 하중을 모사하는 3차원 유한요소모델을 만들어 얻어진 최대 처짐과 AREA의 분포를 통해서 물성을 추정하는 수정된 AREA 도표를 제안하였다. 제안된 도표를 이용하여 단일 무한 슬래브에 대한 민감도 분석 결과 노상의 깊이가 질어지면 처짐과 AREA가 증가하는 것으로 나타났고 4.0m이상에서는 큰 차이를 나타내지 않았다. 층별 물성과 노상 깊이가 같은 경우 단일 무한 슬래브 모델과 다중 유한 슬래브 모델을 비교하는 경우 다중 유한 슬래브 모델의 처짐과 AREA가 더 크게 나타났다.

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CT 영상을 이용한 무릎관절 모의 치환 시술 환경 (Surgical Simulation Environment for Replacement of Artificial Knee Joint)

  • 김동민
    • 전기전자학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.119-126
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    • 2003
  • CT 영상을 이용하여 인공 무릎관절 모의 치환 시술 환경 구축에 관한 방법을 제시한다. 관절의 3차원 형상의 재구성에 필요한 정보는 영상처리 기법을 이용하여 연속된 CT 영상으로부터 노이즈 제거와 포인트 데이터를 추출하며, 추출된 포인트 데이터는 영상의 해상도와 함께 생역학에서 제시한 역학적 축을 기준으로 실측의 3차원 형상으로 재구성된다. 재구성된 형상은 PC 기반에서 구현된 모의시술 프로그램을 통하여 관절 운동의 해석과 접촉면 해석을 지원하며, 조이스틱과 마우스등을 이용하여 인공관절의 치환과 절단을 가상으로 실행할 수 있도록 하였다. 또한 인공 관절의 접합부에 대한 접촉면 해석을 통하여 시술에 대한 정합성과 연골 부위의 마모성 예측을 시각화하였다.

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친수성/소수성 표면상에서 초기 반구형 액적의 움직임에 관한 수치해석 (Numerical Analysis of the Movement of an Initially Hemispherical Droplet on Hydrophilic/Hydrophobic Surfaces)

  • 명현국;권영후
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권5호
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    • pp.405-414
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    • 2015
  • 유체이송 기술은 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 최근 명(2014)은 외부 동력을 사용하지 않고 액적을 이동시킬 수 있는 새로운 개념을 제안하고, 초기에 반원통형 형상을 가지는 가상의 2차원 액적에 대한 수치해석을 통해 이 개념이 성립함을 보였다. 본 논문에서는 친수성/소수성 표면위에서 초기 3차원 반구형상의 실제 물 액적이 가지는 움직임을 상용소프트웨어 Fluent의 VOF 방법을 사용하여 수치해석하였다. 해석결과는 명(2014)의 2차원 수치해석 결과와 비교하였으며, 또한 물 액적이송의 메커니즘을 시간에 따른 액적형상과 액적 내부의 운동에너지, 중력에너지, 표면자유에너지 및 압력에너지의 수치해석 결과를 통해 규명하였다.

6 단 압연기의 극박 압연공정에서 3 차원 판 형상 예측 (Prediction of Three-Dimensional Strip Profile for 6-High Mill in Thin-Strip Rolling)

  • 이상호;송길호;이성진;김병민
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권8호
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    • pp.855-861
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    • 2011
  • 본 연구에서는 극박 압연 이론과 6 단 압연기 수식 모델을 이용하여 압연 후 판 형상 예측에 대하여 제안하였다. 폭 방향에서 롤 사이의 접촉 압력과 판과 워크롤 사이의 압연하중은 6 단 압연기의 형상학적 구조와 경계조건을 이용한 수식모델을 통하여 계산된다. 그리고 압연 방향의 압연하중 분포는 Fleck 의 극박 압연 이론을 이용하여 계산하였다. 워크롤의 3 차원 탄성 변형량은 폭 과 압연방향의 압력분포에 의하여 계산된다. 이때, 3 차원 판 형상은 워크롤의 탄성변형에 의하여 얻어진다. 또한 3 차원 판 형상은 극박 압연 실험과 유한요소해석을 통하여 검증하였다.

CAD/CAPP 연계를 위한 3차원 형상 데이터 인식 시스템 (A Three-Dimensional Feature Data Recognizing Algorithm for CAD and CAPP Interface)

  • 박화규
    • 한국IT서비스학회:학술대회논문집
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    • 한국IT서비스학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.623-628
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    • 2003
  • 제품의 개발 및 생산 과정에는 설계, 해석, 가공, 검사 등의 많은 부문이 서로 밀접하게 연계되어 있고 각 부문 간에는 각기 서로 다른 형태의 정보를 필요로 하기 때문에 이들의 유기적인 통합을 위해서는 각각의 응용 분야에서 요구되는 다양한 정보가 효과적으로 제공될 필요가 있다. 본 연구에서는 특징형상을 이용하여 설계 기능과 다른 응용 부분을 유기적으로 연계할 수 있는 알고리즘을 제시한다. ISO에서 진행 중인 STEP의 Form Feature을 기준으로 일반적인 분류를 하고 이를 기초로 특징형상을 인식하고자 하였다. 이를 위해 B-Rep 데이터로부터 Face-Edge Graph를 구성하고 다중 절점(Cut Node)을 인식하였으며, 본 연구를 바탕으로 하여 향후 몇 가지 단점을 보완하고 대상 영역을 확대시켜 감으로써 Computer-aided Design 시스템으로부터 얻어지는 3차원 형상 데이터로부터 Computer-aided Process Plan을 위해 필요한 특징형상을 컴퓨터에 의해 자동으로 추출하기 위한 발판을 구축할 수 있을 것이다.

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탄소/탄소 브레이크 디스크의 열탄성 해석과 3차원 응력해석 및 설계 (Thermo-Elastic Analysis, 3-Dimensional Stress Analysis and Design of Carbon/Carbon Brake Disk)

  • 오세희;유재석;김천곤;홍창선;김광수
    • Composites Research
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    • 제15권1호
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    • pp.41-52
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    • 2002
  • 이 논문에서는 탄소/탄소 브레이크 제동중 시스템의 거동을 열탄성 해석을 수행하여 살펴보았고. 파손에 안정적인 디스크의 형상을 찾기 위하여 다양한 형상에 대한 3차원 응력해석을 수행하였다. 탄소/탄소 복합재료의 기계적 물성치가 적층면방향과 두께방향으로 측정되었다. 측정긴 기계적 물성치는 열탄성 해석과 3차원 응력해석을 위한 입력으로 사용 되었다. 로터 클립과 클립 리테이너 사이의 간격은 회전판의 하중전달 미케니즘에 있어서 중요만 인자이다. 간격변화는 기계적 변형과 열 변형으로 분리하여 고려하였다. 클립과 리테이터는 서로 접촉이 발생하지 않았으므로 해석 모델에서 리테이너와 리벳은 제외되었다. 로터 디스크는 반복대칭조건을 사용하여 모델링되었고, 로터 디스크와 로터 클립, 로터 클립과 키 드럼사이의 2중 접촉문제가 고려되었다. 3차인 응력해석의 결과로부터 브레이크 디스크의 키 홀 부분에 응력집중현상이 발생하는 것을 확인하였다. 응력분포는 키 홀 부분에서 접촉면의 회전각과 곡률반경의 변화에 따라 연구 되었다.