FE model-based dynamic analysis has been widely used to predict the dynamic characteristics of civil structures. In a physical point of view, an FE model is unavoidably different from the actual structure as being formulated based on extremely idealized engineering drawings and design data. The conventional model updating methods such as direct method and sensitivity-based parameter estimation are not flexible for model updating of complex and large structures. Thus, it is needed to develop a model updating method applicable to complex structures without restriction. The main objective of this paper is to present the model updating method based on the hybrid genetic algorithm (HGA) by combining the genetic algorithm as global optimization method and modified Nelder-Mead's Simplex method as local optimization method. This FE model updating method using HGA does not need the derivation of derivative function related to parameters and without application of complicated inverse analysis methods. In order to allow its application on diversified and complex structures, a commercial FEA tool is adopted to exploit previously developed element library and analysis algorithms. Moreover, an output-level objective function making use of measurement and analytical results is also presented to update simultaneously the stiffness and mass of the analysis model. The numerical examples demonstrated that the proposed method based on HGA is effective for the updating of the FE model of bridge structures.
In this study, it is conducted that the performance verification of the ambient load carrying capacity algorithm using long-term measurement systems of bridges. For this purpose, a steel-box type model bridge is fabricated and the public load carrying capacity of a steel-box model bridge is estimated by conducting the numerical analysis and load test. In addition, we compare the public load carrying capacity with the estimated result of a steel-box model bridge using the ambient load carrying capacity algorithm. By the assessment result, it is shown that the estimated ambient load carrying capacity is the difference of approximately 6.0 percentages as compared with the public load carrying capacity.
To predict the deformation and fracture during tube expansion using the finite element (FE) method, a material model is considered that incorporates the damage evolution due to the deformation. In the current study, a Rice-Tracey model was used as the damage model with inclusion of the hydrostatic stress term. Since OFHC Cu is not significantly affected by strain rate, a Hollomon flow stress model was used. The material parameters in each model were obtained by using an optimization method. The objective function was defined as the difference between the experimental measurements and FE simulation results. The parameters were determined by minimizing the objective function. To verify the validity of the FE modeling, cross-verification was conducted through a tube expansion test. The simulation results show reasonable agreement with the experiments. The design for a minimum diameter of expansion tube using the FE modeling was verified by a simplified tube expansion test and simulation results.
본 논문에서는 네트워크 서버용 컴퓨터 주기판 내 장착된 열방열 시스템 지지구조물에 대한 유한요소 모델의 솔더 크리프 특성을 검증하였다. 열방열 시스템은 앵커 구조물로 지지되며 앵커 구조물은 솔더를 이용하여 인쇄회로기판에 장착된다. 컴퓨터 내 발생하는 지속적인 고온환경 하에서 솔더의 크리핑이 발생하고 이는 궁극적으로 지지구조물의 파괴로 이어진다. 유한요소모델은 솔더에 발생하는 응력분석과 수명예측을 위해 사용되며, 솔더 크리프 특성을 모사하기 위하여 Anand 크리프 모델을 적용하였다. 모델을 검증하고 교정하기 위하여 크리프 시험을 수행하였다. 시험은 인쇄회로기판의 변형을 제외한 솔더 변형만을 측정하기 위하여 특별한 지그를 설계하여 수행하였다. 크리프 시험결과를 유한요소해석결과와 비교하여 Anand 크리프 모델을 검증하고 교정을 수행하였다. 교정된 유한요소모델을 이용하여 열방열 시스템 구조물의 보다 정확한 수명 예측을 수행할 수 있다.
동적응답과 하중을 정확히 산정하기 위해서는 구조물의 동적특성을 정확히 평가하는 것이 중요하기 때문에, 현재 대부분의 경우 FE 모델을 이용한 Modal 해석을 dldydg하여 동특성을 평가하고 있다. 그러나 실제 건물의 계측결과와 동적특성의 해석결과가 많은 차이를 나타내고 있으므로 해석결과의 신뢰성을 향상하기 위해서는 FE 모델에 대한 Calibration이 수행될 필요성이 있다. 이 논문에서는 초고층, 아파트, 대공간 구조물에 대한 계측을 수행하고 이 결과를 바탕으로 동특성을 정확히 예측하기 위한 FE 모델의Calibration 과정을 제시하였다. 이 결과를 바탕으로 동적특성의 정확성이 풍동실험결과의 신뢰성에 미치는 영향을 분석하였다.
This work describes a method of determining material parameters included in recrystallization and grain growth models. Focus is on the recrystallization and grain growth models of Ni-Fe base superalloy, Alloy 718. High temperature compression tests at different strain, strain rate and temperature conditions were chosen to determine the material parameters of dynamic recrystallization model. The critical strain and dynamically recrystallized grain size and fraction at various process variables were quantitated with the microstructual analysis and strain-stress relationships of the compression tests. Besides, isothermal heat treatments were utilized to fit the material constants included in the grain growth model. Verification of the determined material parameters is carried out by comparing the measured data obtained from other compression tests.
본 논문에서는 거더교 형식을 갖는 교량구조물의 격자 유한요소모델에 대한 모델개선을 위해 하이브리드 유전자 알고리즘에 기초한 유한요소 모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 유전자 알고리즘은 유전자 알고리즘과 심플렉스 최적화방법에 기초한 직접탐색기법으로 구성하였다. 제안된 기법에 적용할 수 있도록 고유진동수, 모드형상 및 정적 처짐에 대한 계측값과 유한요소해석 결과를 사용한 적합함수를 제시하고, 강성과 질량을 동시에 개선할 수 있도록 이들 세 가지 적합함수의 선형 조합 형태를 갖는 다중목적함수를 제시하였다. 제안된 방법은 2경간 연속 격자 유한요소모델의 수치예제와 단경간 플레이트 거더교에 대하여 검증하였다. 수치예제의 경우, 랜덤 노이즈를 고려한 계측오차의 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 수치해석과 실험적 검증을 통해, 제안된 방법이 거더교 형식의 교량에 대한 유한요소 모델개선에 적합하고 효과적임을 검증하였다.
A reliable and practical finite element modeling technique to predict the lifetime of automotive electronics is important for engineers in reliability. In reliability evaluation on the automotive electronics, most studies rarely used FE model verification process. The material properties and boundary conditions are very important factors in this process to assure the reliability of the automotive electronics. This study aims to develop a better and more accurate FE model in order to predict fatigue life of the automotive electronics using Virtual Qualification lifetime assessment techniques. After conducting the modal analysis by the experiments to grasp a system characteristic, this paper presents material properties and boundary conditions that is obtained by the comparisons of FEA simulation results using DOE technique and the experiment results.
Using a three-dimensional (3-D) FE analyses, this paper provides the shape optimization of the standard test specimen for the torsion test, as well as a method for analyzing effects of misalignment under the angular and concentric misalignment. For verification, FE analysis is performed, which is designed for the perfectly full-model. To optimize the design shape of the torsion-controlled fatigue test specimen, we performed sensitivity analysis using shape parameters. Additionally, two kinds of misalignment (angular misalignment and concentric misalignment) are applied to the circular and tubular specimens to show effects of misalignments in the FE analysis. The present results will provide valuable information for designing shafts for every kind of mechanical system under torsional force.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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