• 제목/요약/키워드: FEM study

검색결과 3,291건 처리시간 0.03초

SPH-FEM 연계기법을 이용한 MDS 발파법의 기폭패턴별 암석파괴 효과 분석 (Analyzing the Effects of the Initiation Sequences of the MDS Blasting Method on Rock Fracturing Using SPH-FEM Coupling Technique)

  • 최병희;김영근;전기찬;오세욱
    • 화약ㆍ발파
    • /
    • 제41권3호
    • /
    • pp.13-25
    • /
    • 2023
  • 종래의 벤치발파 공법은 한 발파의 모든 발파공에 역기폭을 적용하지만 MDS (mixture detonation system) 발파공법에서는 각 발파공의 공간적 또는 시간적 순서에 따라 정기폭과 역기폭을 교대로 적용한다. 공간적 순서에 따라 교대 적용하는 공법을 SMDS (spatial MDS), 시간적 순서에 따르는 공법을 TMDS (temporal MDS)라 부른다. 또 하나의 변종으로서 MMDS (modified MDS)가 있는데, 이 공법은 비산문제가 있는 현장을 위한 특수공법이다. 본 연구에서는 암석파괴 효과의 측면에서 MDS 발파공법을 종래공법과 비교한다. 비교는 LS-DYNA 상에서 2열 벤치발파 모델에 대한 수치적 시뮬레이션으로 이루어진다. 수치모델에서는 SPH-FEM 연계기법을 적용한다. SPH 요소는 발파공 부근의 근거리 영역의 암석에 적용하고, FEM 요소는 그 바깥의 원거리 영역에 적용한다. 암석에 대한 재료모델은 RHT 모델을 사용한다. 실제로 시뮬레이션을 수행한 결과, 벤치고 3.0 m, 저항선 1.6 m의 경우에 SMDS 발파공법이 종래공법에 비해 최대 0.4 m 더 깊은 파괴영역을 보였다. 덧붙여, MMDS 발파공법의 경우, 여타 공법들에 비해 벤치면 전방으로의 암편의 비산속도가 약 2.0 m/s 더 낮게 나타났다.

Mechanical parameters detection in stepped shafts using the FEM based IET

  • Song, Wenlei;Xiang, Jiawei;Zhong, Yongteng
    • Smart Structures and Systems
    • /
    • 제20권4호
    • /
    • pp.473-481
    • /
    • 2017
  • This study suggests a simple, convenient and non-destructive method for investigation of the Young's modulus detection in stepped shafts which only utilizes the first-order resonant frequency in flexural mode and dimensions of structures. The method is based on the impulse excitation technique (IET) to pick up the fundamental resonant frequencies. The standard Young's modulus detection formulas for rectangular and circular cross-sections are well investigated in literatures. However, the Young's modulus of stepped shafts can not be directly detected using the formula for a beam with rectangular or circular cross-section. A response surface method (RSM) is introduced to design numerical simulation experiments to build up experimental formula to detect Young's modulus of stepped shafts. The numerical simulation performed by finite element method (FEM) to obtain enough simulation data for RSM analysis. After analysis and calculation, the relationship of flexural resonant frequencies, dimensions of stepped shafts and Young's modulus is obtained. Numerical simulations and experimental investigations show that the IET method can be used to investigate Young's modulus in stepped shafts, and the FEM simulation and RSM based IET formula proposed in this paper is applicable to calculate the Young's modulus in stepped shaft. The method can be further developed to detect mechanical parameters of more complicated structures using the combination of FEM simulation and RSM.

라만 분광법을 이용한 잔류응력 측정에 관한 연구 (A Study on Residual Stress Measurement Using Raman Spectroscopy)

  • 강민성;김상영;박수;구재민;석창성
    • 한국정밀공학회지
    • /
    • 제27권1호
    • /
    • pp.113-118
    • /
    • 2010
  • A straight pipe is used after complicated bending work in a mechanical system. In this work process, the plastic deformation of the pipe produces residual stress in the pipe. This residual stress significantly affects the behavior of pipe fracture. For this reason, residual stress must be evaluated. Measuring the residual stress of a U-shaped pipe is difficult with existing destructive and nondestructive measurement methods. In this paper, the residual stress of a U-shaped aluminum pipe (99.7% pure aluminum) was evaluated from the Raman shift by Raman spectroscopy and FEM(Finite Element Method, FEM) analysis. The results of the stiffness test by FEM analysis are compared with those by experiments. The analyzed results of the Raman spectra showed a similar tendency with the results of the FEM analysis with respect to the residual stress distributions in U-shaped pipes. Also, the results of the bending tests showed resemblance to each other.

STUDY ON THE EFFECT OF RESIDUAL STRESS ON THE EXTERNALLY LOADED WELDED STRUCTURE

  • ;방한서;주성민;김인식
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한용접접합학회 2004년도 추계학술발표대회 개요집
    • /
    • pp.58-60
    • /
    • 2004
  • In the field of welding the behavior of a welded structure under consideration may be predicted via heat transfer and residual stress analysis. In order to facilitate the industrial applications of welding, numerical modeling of heat transfer and residual stress in weldment has been carried out applying Finite Element Method (FEM) and the analysis with the external load including this residual stress due to welding has been done. The present work includes the specialized finite element codes for the calculation of nonlinear heat transfer details and residual stress redistributed along with the external load in the welded structures. A basic interface, which allows models, built in commercial preprocessing package access to the data necessary to build standard input decks for these specialized FEM codes, which are not supported by commercial package. The results from the FEM codes are imported back into commercial package for visualization. In addition the residual stress values are exported to commercial package (such as ANSYS, PATRAN etc.) for further analysis with the external loads, which make the FEM codes fully applicable to the industrial purpose.

  • PDF

가스압력용기의 응력거동특성에 관한 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Stress Behaviour Characteristics in Gas Pressure Vessels)

  • 김청균;조승현
    • 한국가스학회지
    • /
    • 제7권3호
    • /
    • pp.58-64
    • /
    • 2003
  • 본 연구에서는 압력용기의 안전설계에 대한 해석결과를 제시하고 있다. 압력용기에 가스압력과 온도하중이 동시에 작용할 경우, 응력과 변위량에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 용기에 대한 설계는 ASME Sec. VIII Div. 2 code를 따라 설계하였다. 이 결과를 사용하여 열적 하중과 기계적 하중을 받는 압력용기를 FEM 해석기법으로 설계 안.전성을 검증하고자 한다. 유한요소해석 결과에 의하면, ASME 설계코드로 압력과 온도하중을 동시에 받는 경우를 해석한 데이터는 압력용기의 설계 안전성을 보장을 할 수 없을 것으로 예상된다. 또한, 압력용기 설계에서 일정한 두께를 갖는 일체형이 보강테를 설치한 압력용기보다 안전하다는 결과를 제시하고 있다.

  • PDF

하천에서의 동수력학적 유동해석을 위한 유한요소모형의 개발 (Finite Element Model for the Hydrodynamic Analysis in a River)

  • 한건연;이종태;김홍태
    • 물과 미래
    • /
    • 제26권3호
    • /
    • pp.87-101
    • /
    • 1993
  • 하천에서의 동수역학적 유동해석을 위하여 2차원 천수방정식을 기본방정식으로 하고 이를 불연속구간함수와 upwinding weighting을 도입한 감쇠형 Galerkin 방법에 의하여 해석하는 RIV-FEM2를 개발하였다. RIV-FEM2는 전처리, 주처리, 후처리 과정으로 구성되었으며, 전처리와 주처리 과정은 Fortran-77으로, 후처리 과정은 turbo-Pascal에 의하여 각각 처리할 수 있도록 개발하였다. 2차원의 만곡부, 교량부, 축소부를 가진 대칭수로부등의 경우와 실제 하천에 대하여 본 모형을 적용한 결과 유속분포, 수면형 및 질량 유출입량 보존등의 면에서 안정성과 효율성이 우수하게 나타나 본 모형의 적용성을 입증할 수 있었다. 본 모형은 실제 하천의 이수 및 치수관리에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

  • PDF

연성파괴이론에 의한 마그네슘 합금 EL-cover 부품 온간 성형 공정 설계 (Design for Warm Forming of a Mg El-cover Part Using a Ductile Fracture Criterion)

  • 김상우;이영선
    • 소성∙가공
    • /
    • 제23권4호
    • /
    • pp.238-243
    • /
    • 2014
  • Recently, magnesium alloys have been widely used in the automotive, aerospace and electronics industries with the advantages of high specific strength, excellent machinability, high electrical conductivity, and high thermal conductivity. Deep drawn magnesium alloys not only meet the demands environmentally and the need for lighter products, but also can lead to remarkably improved productivity and more rapid qualification of the product The current study reports on a failure prediction procedure using finite element modeling (FEM) and a ductile fracture criterion and applies this procedure to the design of a deep drawing process. Critical damage values were determined from a series of uniaxial tensile tests and FEM simulations. They were then expressed as a function of strain rate and temperature. Based on the plastic deformation histories obtained from the FEM analyses of the warm drawing process and the critical damage value curves, the initiation time and location of fracture were predicted. The proposed method was applied to the process design for fabrication of a Mg automotive compressor case and verified with experimental results. The final results indicate that a Mg case part 39% lighter than an Al die casting part can be produced without any defects.

액화천연가스 저장탱크용 멤브레인의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Membrane for LNG Storage Tank)

  • 김영규;윤인수;홍성호;전인기
    • 대한기계학회논문집
    • /
    • 제18권10호
    • /
    • pp.2797-2804
    • /
    • 1994
  • This paper analyzes the behaviors of corrugated membrane under the cryogenic liquid pressure and thermal loading using the FEM analysis program MARC. The FEM calculations were carried out on the basis of measured data of Technigaz membrane. It is very important to know the concentration levels and distributions of stress in the corrugated membrane. A quarter of the membrane sheet in place of the whole membrane was simulated because of its geometric symmetricity. The calculated results of the concentrated stress showed that the maximum stress occurs at the knot parts and at the root corner radius of the corrugations. The FEM calculated results indicated that the ring knot membrane which was developed in this study showed uniformly distributed stress and the lowest stress levels in the cross knot area in comparison with other two membranes. These results are very important to optimize the shape and improve the safety of membrane structure.

크리깅 근사모델기반 복합충격 저항 샌드위치 패널 최적설계 (Design Optimization of Blast and Ballistic Impact Resistance Sandwich Panels Based on Kriging Approximate Models)

  • 장성우;백운경;최해진;박순석
    • 한국CDE학회논문집
    • /
    • 제20권4호
    • /
    • pp.367-374
    • /
    • 2015
  • Sandwich panels consisting of various materials have widely been applied for mitigating dynamic impacts such as ballistic and blast impacts. Especially, the selection of materials for different core set-ups can directly influence its performance. In this study, we design the sandwich panels for alleviating ballistic and blast impacts by controlling the stacking sequence of core materials and their thicknesses. FEM studies are performed to simulate the dynamic behavior of sandwich panels subjected to ballistic and blast impacts. Delamination between the core layers is also considered in the FEM studies for feasible design. Based on the FEM data, kriging models are generated for approximating design space and quickly predicting the FEM outputs. Finally, design optimizations are implemented to find the optimum stacking sequence of core materials and thicknesses with given impact situations.

직선 치형을 가진 로봇 감속기(RSR)의 응력 집중 FEM 해석 (Stress Concentration FEM Simulation of Robot Speed Reducer(RSR) with Straight Line Teeth Profile)

  • 남원기;국창호;함성훈;장인훈;오세훈;심귀보
    • 한국지능시스템학회논문지
    • /
    • 제17권7호
    • /
    • pp.952-956
    • /
    • 2007
  • 산업현장에서는 공장 자동화의 발전에 따라 많은 로봇들이 사람을 대신하고 있다. 일반적으로 산업 현장에서 사용되는 로봇은 고정밀도의 감속기를 필요로 한다. 고정밀의 제어를 위해서는 cycloid 치형 혹은 인벌류트 치형을 가진 감속기를 사용하게 된다. 이러한 감속기는 낮은 백래쉬와 높은 감속비를 가지면서 동시에 치형의 높은 강성을 필요로 한다. 본 논문에서는 새로이 고안한 직선 치형을 가진 로봇 감속기(RSR) 치형의강성을 FEM 해석을 통해 실제로 적용이 가능한지 여부를 시뮬레이션 해보았으며, 실제로도 적용이 가능함을 알 수 있었다.