An unconstrained tuning fork with a 3-D model has been numerically analyzed by Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM). The first three natural frequencies were calculated by the FEM modal analysis. Then the change of the modal frequencies was examined with the variation of the tuning fork length and width. Analytical model equations were derived from the numerically relating results of the modal frequency-tuning fork length by approximating minimization. Finally the BEM was used for the sound pressure field calculation from the structural displacement data.
The ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry) is a real time, full-field, non-destructive optical measurement technique that allows static and dynamic deformation analysis and surface shape measurements of engineering structures. e .g. turbine blades. vehicle engine components, body panels, etc. This technique is very similar to holographic interferometry, but uses a solid static camera and an image processing board for recording and digital processing of speckle patterns. In this paper it is presented that FEM results for the free vibration of symmetrically laminated composite as [30/-30/90]s. The natural frequencies of laminated composite rectangular plates having the particular boundary condition are experimentally obtained. In order to demonstrate the validity of the experiment, FEM analysis using ANSYS was performed and natural frequencies experimentally obtained is compared with calculation by FEM analysis. The results obtained from both experiment and FEM analysis show a good agreement.
기존 콘크리트 포장의 단면 설계 시 발생하는 문제점을 해결하기 위해 유한 요소법(FEM)을 이용하여 것이 하나의 방법론으로 부각되었으며 현재 한국형 포장 설계법 개발 연구에서도 적용 중에 있다. 본 연구에서는 ABAQUS와 포트란 해석 프로그램을 이용하여 콘크리트 포장의 한계 응력을 계산하였고, 그 결과를 뉴럴 네트워크와 선형 회귀식을 이용하여 비교 분석하였다. 입력 변수가 많지만 다양한 해석을 하지 못하는 경우(입력변수 6개에 대해 81 경우 수 해석)에 대해 구조해석 결과를 뉴럴 네트워크(이하 NN: Neural Networks)와 선형 회귀식으로 비교한 결과, 구조해석 결과와 다소 차이가 있음을 확인하였다. 반면 입력 변수를 줄이되 다양한 경우에 해석한 경우(입력 변수 3개에 대해 343 경우의 수)의 분석 결과, NN과 선형 회귀식이 구조해석 결과와 매우 유사한 결과가 나타나는 것을 알 수 있었다. 하지만 그래프의 (0,0), (1,1) 부분에서 NN이 선형 회귀식에 비해 더 정확한 것을 확인하였다. 이와 같은 연구 결과를 통해서 한국형 포장 설계법의 핵심인 응력 계산 모듈을 선형 회귀식보다 좀 더 정확한 NN으로 해석하는 것을 제안하였다.
This paper presents the development of the transfer case for a 3.5-ton commercial vehicle. A transfer case is composed of many parts, including helical gear, shaft, bearing, planetary gear, and others. Helical gears are currently used as power transmitting gears due to their relatively smooth and silent operation, large load carrying capacity, and operation at higher speeds. The key parameter in transfer case development is the bending stress at the root of a tooth in the helical gear. The bending stress of the helical gear has been studied through theoretical calculation and finite element method (FEM) analysis. Major factors of the bending stress calculation are determined according to American Gear Manufacturers Association (AGMA) standards, and FEM model analysis of the helical gear is conducted. FEM results are compared with theoretical calculations and the difference of the bending stress is described.
균열의 선단 부근에 대한 응력분포를 합리적으로 예측하기 위해서는 균열을 포함하는 구조물의 국부적인 형상을 정밀하게 모델링해야 하며 이것은 상당한 시간이 요구되는 어려운 작업이 될 수 밖에 없다. 따라서, 본 연구에서는 영역 내부의 요소분할이 필요 없는 경계요소법을 적용하여 균열 선단 부근의 복잡한 형상을 좀더 손쉽게 모델링하는 한편 나머지 부분은 기존의 유한요소법으로 모델링하여 이를 결합하는 해석할 수 있는 수치적 알고리즘을 연구하였다. 균열 선단 부근의 특이점 거동을 처리하기 위하여 다영역 경계요소법을 적용하고, 나머지 원방을 유한요소법을 적용하여 해석할 수 있도록 기존의 연성해석 기법을 수정, 발전시켜 다영역 경계 요소-유한요소 혼합형 정식화를 수행하였으며, 이를 바탕으로 2차원 탄성문제에 대한 수치계산을 수행함으로써 개발된 알고리즘의 타당성을 검토하였다.
본 논문에서는 써지(Surge) 또는 사고에 의해 변압기에 충격전압이 인가되었을 때 권선에 유입되는 돌입전류를 계산하는 알고리즘을 제시하였다. 권선간의 정전용량을 3차원 유한요소법을 이용하여 계산하고 이것을 변압기의 회로에 포함시켰다. 그리고 변압기의 자기적인 특성과 변압기의 회로를 결합한 축대칭 3차원 유한요소법을 이용하여 변압기의 과도 특성을 해석하였다. 제시한 알고리즘을 이상 전압이 인가된 변압기에 적용하여 변압기 내부의 자장분포와 권선간의 전압 및 전류를 계산하였다. 예제를 통한 변압기의 해석 결과는 사고여부를 판단할 수 있는 자료가 될 수 있음을 알 수 있었다. 또한 자장분포의 시간에 따른 변화 즉 물리적 개념의 파악이 쉬워졌으며 각 권선, 권선간, 전 전류 및 부하전류 파형의 시간변화를 알 수 있었다.
Magnetostrictive materials are used low frequency sonar transmitter instead of piezoelectric materials. But it is difficult to analyze due to the nonlinearity and hysteresis of magnetostrictive materials. This paper deals with the program development for the finite element modeling of magnetostrictive tonpilz transducers and for analyzing their acoustic characteristics. To take into account the nonlinearity of magnetostrictive materials, the magnetic field calculation is separated form the displacement calculation, and a curve fitting is adopted for the nonlinear behavior of the magnetic and mechanical strain fields. At first, the magnetic field is obtained by using a commercial FEM software and the displacement of the transducer is calculated by plugging the obtained magnetic field into forcing term. To verity the accuracy of the developed program, a comparison is made with a commercial code, ATILA.
This paper presents the dynamic analysis of a humanoid robot using Nastran that is one of FEM analysis program. Generally, computer program based on the Lagrange-Euler method or Newton-Euler method was used for dynamic analysis of a robot. The Lagrange-Euler method requires much calculation performance and it is also hard to apply to complex structure, and the Newton-Euler method limits accurate modeling and calculation for closed structure like a humanoid robot. In this paper, mechanical and structural data are obtained from the Nastran. It is possible for Nastran to make model similar to real system and can apply a physical properties and laws to model. So, accurate simulation is possible. From this result, accurate data is gained by Nastran. Furthermore, this method is shown to be a useful method that guarantees accuracy for trajectory planning.
Recently, many motor analysis methods have been developed and studied. Among these methods, the finite element method(FEM) and the analytic method are most popular in field engineers because of the accuracy of FEM and the convenience and rapid analysis time of the analytic method. Contrary, the finite element method has a weakness in calculation time and it is not easy to obtain the instantaneous characteristics value of motor with the analytic method. In this paper, the authors proposes a novel method for calculating the instantaneous characteristics of motors with the magnetic slot equivalent circuit.
In order to measure the friction coefficient used in sheet metal forming analysis, a friction tester was manufactured and friction tests were performed in various forming conditions. Based on the friction coefficients measured, a mathematical friction model was constructed in terms of lubricant viscosity, blank holding force, punch velocity and sheet roughness. In addition, the effect of the number of forming parameters in the calculation of friction coefficient on the accuracy of sheet metal forming analysis was investigated by comparing the punch loads obtained from the FEM simulation, in which the friction coefficients were determined by a few parameters with the experimental measurement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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