• 제목/요약/키워드: FE strength analysis

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세라믹-금속 브레이징 접합조인트의 고온 접합강도에 관한 연구 (High Temperature Flexural Strengths of the Ceramic-Metal Brazed Joints)

  • 이수정;정명영;이대길;구형회
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권2호
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    • pp.520-528
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    • 1996
  • Four point bending tests of the brazed joint composed of sintered silicon nitride and 0.2% carbon steel with Cusil ABA filler which were fabricated at 86$0^{\circ}C$ were performed at temperatures, 25, 100, 200, 300, 400, 50$0^{\circ}C$ From the experiments, the maximum bending strength was measured at 30$0^{\circ}C$ From the 3D FE analysis of the residual stress of the brazed joint, it was revealed that the thermally induced residual stresses were minimized when the environmental temperature was 35$0^{\circ}C$ Considering the degradation of the filler material at high temperatures, it was calculated that the maximum bending strength of the brazed joint occured just below the temperature of the minimum thermal residual stress and the thermal residual stress was the dominative parameter of the brazed joint.

휠로더의 정적/동적 실차 계측 및 강도 평가법에 대한 연구 (Study on the Static/Dynamic Measurements and Structural Analysis Procedure of Wheel Loaders)

  • 정준모;김규성;장영식;최익흥;허민수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1303-1309
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    • 2003
  • This paper presents the static and dynamic measurements for the strength and motion characteristics as well as the improved procedures to assess strength of wheel loaders. Two scenarios for static measurement were decided by which cylinder was actuating. The dynamic measurement was performed for two types of motion, that is, simple reciprocation of the working devices and actual working motion including traveling, digging and dumping. The measured items were stresses, cylinder pressures and strokes. Stress induced by bucket working showed higher level than that by boom working. The measured cylinder speeds were relatively superior to the design speeds. Working stress histories were thought to be closer to static rather than dynamic. A fully assembled FE model was prepared for structural analysis. In this paper, a more simple method was suggested to avoid nonlinearity caused by heave of rear frame under digging forces. Also how brake affected on structural behavior and digging force was examined closely in relation with tire pressure. It was confirmed that the overall stress level of wheel loader during turning traveling with loaded bucket was far lower than the yield stress of material.

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Mesoscale modelling of concrete for static and dynamic response analysis -Part 2: numerical investigations

  • Lu, Yong;Tu, Zhenguo
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제37권2호
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    • pp.215-231
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    • 2011
  • As a brittle and heterogeneous material, concrete behaves differently under different stress conditions and its bulk strength is loading rate dependent. To a large extent, the varying behavioural properties of concrete can be explained by the mechanical failure processes at a mesoscopic level. The development of a computational mesoscale model in a general finite element environment, as presented in the preceding companion paper (Part 1), makes it possible to investigate into the underlying mechanisms governing the bulk-scale behaviour of concrete under a variety of loading conditions and to characterise the variation in quantitative terms. In this paper, we first present a series of parametric studies on the behaviour of concrete material under quasi-static compression and tension conditions. The loading-face friction effect, the possible influences of the non-homogeneity within the mortar and ITZ phases, and the effect of randomness of coarse aggregates are examined. The mesoscale model is then applied to analyze the dynamic behaviour of concrete under high rate loading conditions. The potential contribution of the mesoscopic heterogeneity towards the generally recognized rate enhancement of the material compressive strength is discussed.

Transient effects of tendon disconnection on the survivability of a TLP in moderate-strength hurricane conditions

  • Kim, Moo-Hyun;Zhang, Zhi
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제1권1호
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    • pp.13-19
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    • 2009
  • The primary objective of this paper is to investigate the dynamic stability and survivability of a four-column classic TLP (tension-leg platform) under less-than-extreme storm conditions where one or more tendons have been lost due to damage or disconnect. The transient responses of the platform and tendon tensions at the moment of disconnection are particularly underscored. The numerical simulation is based on the BE-FE hybrid hull-tendon-riser coupled dynamic analysis in time domain. Compared to the common industry practice of checking the system without a failed tendon in the beginning, the maximum tension on the neighboring tendon can be significantly increased at the moment of disconnection due to the snap-like transient effects, which can lead to unexpected failure of the total system. It is also found that the transient effects can be reduced with the presence of TTRs (top-tensioned risers) with pneumatic tensioners. It is also seen that the TLP cannot survive in the 100-yr hurricane condition after losing one tendon.

25℃에서 ZnSO4-Fe2(SO4)3-Na2SO4-H2SO4-NaOH-H2O계에 대해 Pitzer식과 Vasil'ev식에 의한 이온평형해석 비교 (Comparison of Ionic Equilibria Analysis of ZnSO4-Fe2(SO4)3-Na2SO4-H2SO4-NaOH-H2O System at 25℃ between Pitzer and Vasil'ev Equation)

  • 이만승;이경주;남상호
    • 분석과학
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    • 제16권2호
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    • pp.159-165
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    • 2003
  • 아연산화광 황산침출액에 적용가능한 이온평형모델을 개발하기 위해 Vasil'ev식과 Pitzer식에 의한 해석방법을 비교하였다. 이온강도가 9 m정도로 증가할수록 Vasil'ev식보다는 Pitzer식에 의한 용액의 이온평형결과가 정확하였다. 아연산화광 황산침출액을 모사하기위해 $25^{\circ}C$에서 $ZnSO_4-Fe_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2SO_4-NaOH-H_2O$계에 대해 전해질의 농도를 변화시키며 혼합한 용액의 pH 측정값과 본 연구에서 계산한 pH값은 서로 잘 일치하였다.

이방향 휨인장 시험(Biaxial Flexure Test; BFT) 및 삼차원 유한요소 해석 (The Biaxial Flexure Test(BFT) method and its finite element analysis)

  • 김지환;지광습;강진구;오홍섭
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.693-696
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    • 2008
  • 최근에 개발된 이방향 휨인장 시험법(Biaxial Flexure Test; BFT)을 적용하여 이축 인장강도를 측정한 결과 원형 시편에 1${\sim}$3개의 초기 균열이 불규칙 하게 발행한 후 파괴되는 것이 일반적이며, 실험체의 크기가 증가함에 따라 상대적으로 균열의 개수가 증가하는 양상을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한, 일방향 휨인장과 마찬가지로 이방향 인장상태의 균열강도의 크기효과에 관한 연구를 위한 각종 변수의 선택에 따른 이방향 휨 인장시험체의 거동을 삼차원 유한요소 해석을 통해 분석하였으며, 지점간의 지름, 하중재하판의 지름, 시험체의 두께와 여유길이 등이 주요변수로 고려되었다. 분석결과 시험체가 b/a>0.4인 경우에서는 h/a가 증가할수록, 여유길이의 크기가 작을수록 이방향 휨인장 응력 산정식과 일치함을 알 수 있었다.

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주조/단조 기술을 이용한 대형 알루미늄 플랜지 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Large Aluminum Flange Using Casting/Forging Process)

  • 배원병;왕신일;서명규;조종래
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권9호
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    • pp.1438-1443
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    • 2001
  • The significance of the casting/forging process for reducing the production cost of large components is being noted in these days. This casting/forging process is a method of forging a workpiece preformed by casting into the final shape. In this study, the casting/forging process has been applied in manufacturing a large aluminum flange in order to reduce press capacity and material cost. Firstly, a hot compression test was performed with cast cylindrical billets in order to determine the optimum forging condition of the aluminum flange. The optimum range of forging temperature of Al 5083 was from 420$\^{C}$ to 450$\^{C}$. The suitable strain rate was 1.5 sec(sup)-1. The deformation amount of a preform of a preform in a forging process is a key role in the mechanical properties of casting/forging products. In order to find the change of mechanical properties according to effective stain of cast aluminum billets, a hot upsetting test were performed with rectangular blocks and then a uniaxial tensile test was performed with specimens cut from the upsetted billets. The tensile strength and the elongation of cast/upsetted aluminum billets were increased largely until the effective strain was 0.7. FE analysis was performed to determine the configurations of case preform and die for an aluminum flange. In the FE analysis, the forging load-limit was fixed 1500ton for low equipment cost. The cast preform was designed so that the effective stain around the neck of a flange exceeded 0.7. From the result of FE analysis, optimal configurations of the cast preform and the die were designed for a large flange. The filling and solidification analysis for a sound cast-preform was carried out with MAGMA soft. In the forging experiment for an aluminum flange, it was confirmed that the optimal configuration of the cast preform predicted by FE analysis was very useful. The cast/forged products using designed preform were made perfectly without any defects.

스탬핑용 고강도강 TRB 판재의 성형 특성 (The formability of high strength steel plate applied TRB for stamping)

  • 박현경;정지원;이경민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.184-189
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    • 2018
  • 최근에 안전기준과 환경규제 강화의 증대로 인해, 차체의 경량화에 대한 연구가 지속적으로 증가하고 있다. 고강도강의 응용은 가장 보편화 된 차체 경량화의 효과적인 방법 중에 하나이다. TWB(Tailor Welded Blank)는 다양한 두께와 용접을 사용하여 부분적인 강도와 경량화를 만족시키는 주요한 공법으로 활용되고 있다. 그러나 추가적인 용접공정으로 인해 판재간의 용접성이 중요하고 용접부에 대한 품질관리가 중요하다. 이점을 개선하기 위해, TRB(Tailor Rollded Blank)공법이 제안되었다. TRB는 롤러 압력을 조절하여 판재의 두께를 다르게 하고, 용접을 사용하는 TWB 공법보다 추가적인 용접공정이 없기 때문에 생산 비용적인 측면에서 훨씬 더 효율적이다. 본 연구에서는 Blank의 압연 영향을 조사하기 위해 스탬핑용 고강도강 TRB 판재의 성형성을 분석하였다. 성형성을 분석하기 위해, TRB 판재에서 0.8 mm, 1 mm의 두께를 갖는 부분을 채취하여 시험하였다. 시편에 새겨진 그리드마킹의 변형도를 분석하여 변형률을 조사하였고, 0.8 mm와 1.0 mm의 두께를 갖는 TRB 시편으로 Erichsen 시험을 한 후에 FE분석을 활용하여 성형성과 고유진동수를 비교하였다.

상·하부 ㄱ형강 반강접 CFT 기둥-보 접합부의 단조 및 이력거동 (Monotonic and Hysteresis Behavior of Semirigid CFT Column-to-Beam Connections with a Top-Seat Angle)

  • 이성주;김주우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.191-204
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    • 2014
  • 본 논문에서는 반복하중을 받는 CFT 합성골조에서 부분강접 접합부인 상 하부 ㄱ형강 접합부의 휨모멘트 내력을 구하기 위하여 체계적인 수치해석이 수행되었다. 고강도강 연결봉으로 조립된 합성 부분강접 CFT 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 ㄱ형강의 두께 및 고강도 강봉 게이지 거리로 상 하부 ㄱ형강 접합의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다. 해석모델의 적합성은 유한요소해석 결과로부터 얻은 모멘트-회전각 곡선을 Richard의 회귀분석을 통하여 비교 분석하였다.

웨브를 볼트로 접합한 보-기둥 접합부의 유한요소해석 (FEA of Beam-Column Connection with Bolted Web)

  • 신경재;임보혁;이수헌;최성모
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.305-316
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    • 2011
  • 건축물이 크고 높아질수록 고강도 강재의 필요성이 부각 되었고 이러한 요구에 따라 강도와 항복비가 개선된 성능을 가진 강재들이 개발되고 있다. 본 연구에서는 고강도강재를 사용한 웨트볼트 접합방식을 가지는 모멘트접합부의 거동을 ABAQUS를 사용한 유한요소해석을 통하여 파악하였다. 해석모델은 이미 수행되어진 실험체를 대상으로 하였으며 파괴시까지의 반복하중을 해석모델에 가력하였다. 유한요소해석결과 실제실험으로는 얻기 힘든 여러 가지의 반응지수들을 구하였다. 이러한 지수들은 응력과 변형에 관계한 값으로 소성회전각이 0.003rad, 0.03rad 그리고 파괴시까지 3단계에서 구하였다. 특히 파괴단계에서 일정한 값을 가지는 변형지수는 충분한 소성거동을 하는 접합부의 강재에 요구되어지는 기계적 성질로 제시하였다.