• 제목/요약/키워드: Elasto-plastic analysis

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판재의 비드 용접에서 구속경계조건을 적용한 열응력 및 각변형 해석 (An Analysis of Thermal Stress and Angular Distortion in Bead-on-Plate Welding Incorporating Constrained Boundary Conditions)

  • 배강열;최태완
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제17권1호
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    • pp.104-115
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    • 1999
  • 판재의 비드 용접과정에서 열응력과 각변형의 발생기구 및 크기를 판재 단면에 대한 2차원 유한 요소해석을 통해 규명하고자 할 때 판재의 3차원 특성을 판재 길이의 크기효과로 간주하여, 구속경계조 건으로 설정함으로써 2차원 해석으로도 더욱 실제에 근접한 현상해석이 가능함을 제안하고자 하였다. 먼저 용접 입열에 의한 판재 내부의 천이 온도분포를 해석하였고, 이를 열응력 해석에 활용하였다. 2차 원 열응력 해석에 있어, 용접도중에 단면 전체가 길이 방향으로 동일한 크기의 변위를 한다고 가정하여 일정 변위를 길이 방향 경계조건으로 설정하고, 판재의 길이에 따라 각변형의 발생이 구속된다고 가정 하여, 판재의 길이에 의한 구속효과를 상당 구속력으로 간주하여 이를 단면 부재의 회전방향에 대한 경 계조건으로 설정함으로써 판재의 3차원 특성을 고려하고자 하였다. 제안된 방법에 의한 응력 분포 형태, 각변형 크기 등의 해석 결과가 기존의 2차원 해석 결과에 비해 실제에 더 근접함을 보여 주었다.

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성토가 주변지반에 미치는 영향에 대한 해석적 검증과 실측치의 비교분석 (Comparison between 2D FEM Analysis using Elastic (visco)-plastic model and In-situ Behavior)

  • 황성춘;김승렬
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 연약지반처리위원회 학술세미나
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    • pp.79-92
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    • 2000
  • In this paper, comparison of the observed and the predicted ground deformations due to the construction of road embankment with peck drain near the construction site was made. Measurement of the ground deformation at the gasoline stand due to the construction of road embankment was made and it was compared with the predicted deformation results of Finite Element Method analysis made with Elasto-plastic and Elastic visco-plastic models. A well agreement was obtained between the measured and predicted ground deformations.

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보-전단벽식 구조 시스템의 탄소성 지진응답 해석 (Elasto-plastic Earthquake Response Analysis of Beam-Shear Wall Structural System)

  • 정명채;이정원
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.57-67
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    • 1997
  • 본 논문의 목적은 보-전단벽식 고층아파트의 단소성 지진응답해석을 수행하여 내진성능을 검토하는 것이다. 이를 위해 우선 구조물을 3차원 입체모델화하여 정적 탄소성해석을 수행하고 층 강성을 평가한 후, 그 결과를 이용하여 집중질량계모델을 사용한 시간이력 응답해석을 수행한다. 이때 탄소성 이력모델로는 modified Clough 모델을, 입력하중으로는 3종류의 기록 지진동 El-Centro 1940 NS, Taft 1952 EW, Hachinohe 1968 NS를 사용하되, 최대 지반가속도를 0.12g, 0.24g로 조절하여 사용한다. 해석모델로 장변 방향을 배치된 전단벽의 단면적이 단변의 0.5배이고, 동일한 평면을 가진 2세대가 일자형으로 배치된 25층의 아파트를 선정한다. 층간 변형각, 소성율등을 구하고 우리나라 및 미국, 일본의 내진규준에서 정하고 있는 제한사항과 비교검토한다.

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고장력볼트 연결부의 미끄럼 및 소성해석에 의한 안전도 연구 (The Safety Study on High Tension Bolted Splice by Sliding and Plastic Analysis)

  • 방명석
    • 한국안전학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.110-114
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    • 2003
  • In this study is proposed the advanced elasto-plastic analytical method which can identify complex structural behaviors on the splice part of steel structures such as sliding and plastic contact problem between splice plates and blots. Compliated boundary conditions and various manufacturing defects are considered in various analytical cases. In the design or repair phase the plastic behavior and ultimate strength of splice parts should be very carefully verified to extend the service life of steel structures.

탄소강의 퀜칭처리 과정에서 변형율이력을 고려한 탄소성열응력의 유한요소 해석(II) - 탄점소성 열응력 해석 - (An Finite Element Analysis for Elasto-Plastic Thermal Stresses Considerating Strain Hysteresis at Quenching Process of Carbon Steel(II) - Analysis of elasto-viscoplastic thermal stress -)

  • 김옥삼;구본권
    • 열처리공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.147-158
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    • 1996
  • Generally, analytical consideration on the behaviour of metallic structures during quenching process, and analysis on the thermal stress and deformation after heat treatment are very important in presumption of crack and distorsion of quenched material. In this study a set of constitute equations relevant to the analysis of thermo elasto-viscoplastic materials with strain hysteresis during quenching process way presented on the basis of contimuum thermo-dynamics mechanics. The thermal stresses were numerically calculated by finite element technique of weighted residual method and the principle of virtual work. In the calculation process, the temperature depandency of physical and mechaniclal properties of the material in consideration. On the distribution of elasto-viscoplastic thermal stresses according to radial direction, axial and tangential stress are tensile stress(50MPa, 1.5GPa and 300MPa) in surface and compressive stress(-1.2GPa, -1.14GPa and -750MPa) in the inner part on the other hand, radial stress is tensile stress(900MPa) in area of analysis. According to axial direction, tangential stress gradients are average 60MPa/mm on the whole. The reversion of stress takes place at 11.5 to 16.8mm from the center in area of analysing.

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리프팅 러그 재사용율 제고를 위한 설계 (Design for Raising the Rate of Recovering use of Lifting Lug)

  • 김상일
    • 대한조선학회논문집
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    • 제40권4호
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    • pp.59-65
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    • 2003
  • With the fast growth of shipbuilding industry, in recent years several hundreds of thousands of lifting lugs for a year have been used. This paper is aimed at maximizing the recovering use of lifting lugs. In this study, we have evaluated the structural strength for present and modified lifting lugs under in-plane and out-of-plane load conditions. For this purpose, the equivalent stresses have been calculated by nonlinear elasto-plastic analysis using the finite element program ABAQUS. At the same time, the contact conditions between lifting lug and shackle pin are also considered.

금속복합재료의 열잔류 응력과 강화재의 불규칙 분산 상태를 고려한 3차원 유한 요소 해석 (Three Dimensional Finite Element Analysis of Particle Reinforced Metal Matirx Composites Considering the Thermal Residual Stress and the Non-uniform Distribution of Reinforcements)

  • 강충길;오진건
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.199-209
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    • 2000
  • Particles reinforced MMCs have higher specific modulus, higher specific strength, better properties at elevated temperatures and better wear resistance than monolithic metals. But the coefficient of thermal expansion(CTE) of Al6061 is 5 times larger than that of SiCp. The discrepancy of CTE makes some residual stresses inside of MMCs. This work investigates Si$C_p$/Al6061 composites at high temperatures in the microscopic view by three-dimensional elasto-plastic finite element analyses and compares the analytical results with the experimental ones. The theoretical model is not able to consider the nonuniform shape of particle. So the shape of particle is assumed to be perfect global shape. And also particle distribution is not homogeneous in experimental specimen. It is assumed to be homogeneous in simulation model. The type of particle distribution is face-centered cubic array(FCC array). Furthermore, non-homogeneous distribution is modeled by combination of several volume fractions.

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연속 주조의 응고와 벌징에 관한 3차원 해석 (Three-dimensional Analysis for Solidification and Bulging of Continuously Cast)

  • 김영대;조종래;이부윤;하만영
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.174-177
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    • 2000
  • In this paper, The bulging behavior of the solidified shell in continuously cast slabs have been numerically analyzed using three-dimensional elasto-plastic and creep finite element method Three-dimensional model has been applied in order to investigate the effect of the narrow face shell on restraining the bulging deflection. Solidification analysis are carried out by two-dimensional finite difference method. In this way, strains occurring at the solidification front near the narrow face of the slab, as well as those occurring in the board face have been computed. The adequacy of the model has been checked against the experimental results. In addition, the effect of the slab width and casting speed on the bulging are discussed.

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퀜칭과정에서 상변태를 고려한 탄소성 열응력의 유한요소 해석(II) -오오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변태- (An Analysis Finite Element for Elasto-Plastic Stresses Considerating Phase Transformation at the Quenching Process(II) -From Austenite to Martensite-)

  • 김옥삼;송관흠;구본권
    • 열처리공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.12-23
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    • 1995
  • In this a set of constitutive equation relevant to the analysis of thermo-elasto-plastic materials with phase transformation during quenching process was presented on the basis of continuum thermo-dynamic. In calculating the transient thermal stresses, temperature between coolant and specimen(SM45C) surface was determined from the heat transfer coefficient. A calculation was made for specimen with 40mm in diameter quenched in coolant from $820^{\circ}C$ and the results are as follow. Stresses at starting point of transformation always show the maximum tensile value. Reverse of stresses takes place after completion of transformation of inner part at specimen.

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지수 사상을 이용한 비선형 열-탄소성 고체의 유한요소해석 : 모델과 시간적분법 (Finite Element Formulation for the Finite Strain Thermo-Elasto-Plastic Solid using Exponential Mapping Algorithm : Model and Time Integration Scheme)

  • 박재균
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.19-25
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    • 2004
  • 일반적으로 운동방정식을 풀기 위해 많이 이용되는 선형근사모델은 계산이 용이한 반면에 큰 변형상태에서는 그 오차가 커지는 단점이 있다. 따라서 엄밀한 구조물의 응답해석을 위해서는 물성과 기하에 대한 비선형성을 고려해야 한다. 또한, 강과 같이 연성이 큰 재료는 소성 변형을 일으키면서 소산되는 에너지의 대부분이 열로 변하게 되며, 이 열은 열역학 제1 법칙과 2 법칙에 따라 다른 부분으로 전달된다. 이렇게 전달된 열은 온도를 상승시켜 재료의 강도를 약화시키는 역할을 하며, 이것이 다시 구조물의 응답에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지진 등의 큰 하중을 받거나 화재로 인한 열 하중을 받는 강구조물의 비선형 대 변형 현상을 적절히 해석할 수 있는 열-탄소성 물성모델을 제안하고 3차원 유한요소해석을 수행하려다.