• 제목/요약/키워드: FEM study

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고압가스 압력용기의 강도안전성에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Strength Safety of High Pressure Gas Cylinder)

  • 김청균;김승철
    • 한국가스학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.1-6
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    • 2010
  • 고압가스 압력용기의 강도안전성을 FEM으로 해석하였다. 본 연구에서 고려한 강재용기의 내압은 서비스 충전압력 $9kg/cm^2$, 가스충전 최고압력 $18.6kg/cm^2$, 안전변 작동 최고압력 $24.5kg/cm^2$, 수압시험압력 $34.5kg/cm^2$이다. FEM 해석결과에 의하면, 서비스 충전압력 $9kg/cm^2$와 충전최고압력 $18.6kg/cm^2$에 대한 강도안전성은 가스용기에 걸리는 응력이 강재의 항복강도 이내에 있기 때문에 안전한 것으로 나타났다. 그러나 수압시험압력 $34.5kg/cm^2$을 가하였을 때에 발생하는 응력은 항복강도를 충분히 넘어서기 때문에 불안전하지만, 인장강도 이내에 존재하기 때문에 아직은 안전하다. 수압시험압력을 용기에 자주 공급하면 용기는 소성변형에 의한 피로잔류응력이 특히 하단반구부에 축적되므로 파손될 수 있다. 계산결과에 의하면, 스커트 지역에 작용하는 집중하중은 하단반구부에 영향을 미치지 않지만, 용기에 서 가장 취약한 부분은 용기의 몸체와 스커트 사이에 위치한 하단반구부의 중간부분임을 알 수 있다. 따라서 하단반구부의 형상은 고압가스 저장용기 설계에서 중요한 요소라는 것을 보여주는 FEM 해석결과를 제공하고 있다.

경화촉진제를 사용한 프리캐스트 콘크리트의 단열온도특성 및 FEM해석에 의한 균열성능 평가에 관한 연구 (Effect of Hardening Accelerators on the Adiabatic Temperature property Properties of Precast Concrete and FEM analysis for Evaluating the Crack Performance)

  • 민태범;조인성;문영범;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.25-33
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    • 2015
  • 본 연구에서는 콘크리트 레벨에서의 프리케스트 콘크리트 개발을 목적으로 하며 수화열에 의한 균열발생을 확인하기 위해 FEM해석을 실시하여 초기균열 지수를 평가하였다. 평가결과 경화촉진제 사용량이 증가할수록 조기 압축강도가 증가하는 것으로 나타났으며 응결 시간 또한 단축되는 것을 알 수 있었다. 이는 경화촉진제에 의하여 시멘트 화합물중 $C_3A$의 반응에 의해서 응결시간이 단축되는 것으로 판단된다. 또한 단열온도 상승 시험 결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록 콘크리트 중심부 온도 $80^{\circ}C$이상의 온도를 나타냈으며 경화촉진제에 의해서 최고 온도 발열시간을 단축시키는 것으로 나타났다. 이는 경화촉진제가 시멘트 수화반응을 촉진시켜 수화열을 짧은 시간에 높게 나타나는 현상으로 판단된다. 또한 높은 수화열은 균열을 발생시킬 수 있음으로 FEM 해석을 통하여 균열지수 평가를 실시하였다. FEM 해석 결과 조기에 높은 수화열이 증가하여도 균열에는 영향이 없는 예측된다. 이는 초기강도가 높기 때문에 허용응력이 증가로 인하여 인장강도가 증가하기 때문이다.

경량콘크리트를 사용한 합성보에서 전단연결재의 전단거동에 관한 해석적 연구 (Analytical Studies on the Shear Behavior of the Shear Connector in Composite Beam with Light Weight Concrete)

  • 최병정;한홍수
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.127-134
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 경량콘크리트에 매립된 쉬어 커넥터의 전단거동 특성을 파악하는데 있다. 본 연구는 기존 실험결과와 유한요소해석에 의한 해석결과를 비교분석하여 유한요소 해석의 타당성을 확인하고 경량콘크리트의 압축강도($f_{ck}$) 변화에 따른 쉬어 커넥터의 전단강도를 기존 설계식(AISC-LRFD 및 Eurocode 4)과 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 경량콘크리트에 매립된 쉬어 커넥터의 전단강도는 Eurocode 4의 쉬어 커넥터의 전단강도와 거의 일치하는 것으로 나타났다.

A Study on the Multi-row Progressive Die for Thin Sheet Metal Forming by Computer Simulation

  • Sim, Sung-Bo;Kim, Chung-Hwan
    • 한국기계가공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.75-80
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    • 2008
  • The progressive die performs a work of sheet metal processes with a piercing, notching, embossing, bending, drawing, cut-off etc. in many kinds of pressing. Now a days, these processes have been evaluated as a advanced tooling method to increase the productivity and high quality assurance. The first step analyzing of die design is production part review, then the arrangement drawing of product design and strip process layout design should be done as a next steps with a FEM simulation for its problem solution. After upper procedure were peformed, it was started to make the die, then tryout and its revision of the die and product quality, safety, productivity etc. were done continually. For the all of these process, we mobilized the theory and practice of sheet metal forming, die structure, the function and activity of die components, and the others of die machining, die material, heat treatment and know‐how so on. In this study the features of representative are production part analyzing through the FEM simulation of bending area with a considering spring back problem by DEFORM.

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FEM에 의한 자동차부품용 고무커버에 관한 해석 (FEM Analysis of Rubber Cover for Automotive Parts)

  • 김상우;김인관;강태호;김영수
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.778-781
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    • 2002
  • Durability of rubber dust cover in the ball joint for automotive suspension parts were analyzed by FEM and compared with experimental data. Upper open area of ball joint is sealed by dust cover for preventing outflow of the lubricating oil and intrusion of send, dust, water, etc. This rubber cover undergoes repeated loadings such as tension and compression while the car is running. Analysis about rubber material needs to consider every kinds of nonlinearities arise in finite element analysis, which are geometric nonlinearity due to large displacement and small strain, materially nonlinearity and nonlinear boundary condition such as contact. So in the study, the deformation behavior of dust cover was analysed by using the commercial finite element program MARC. This program could solve these kinds of nonlinear analysis accurately. Finite element model of dust cover is considered as 3-dimensional half model based on 2-dimensional axisymmetric model. Material property of rubber was modeled by Ogden model and input data for calculation takes form uniaxial tension test of rubber specimen, The final object of the study is obtaining the design specification of dust covers and the result of analysis should be a useful data to design of rubber

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Bearing capacity of shallow footing under combined loading

  • Kusakabe, Osamu;Takeyama, Tomohide
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.3-25
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    • 2010
  • The paper deals with two bearing capacity problems of shallow footing under combined loading. The first is a FEM study of shallow strip footing on two-layer clay deposits subjected to a vertical, horizontal and moment combined loading, while the second is a centrifuge study of shallow rectangular footing on dry sand under double eccentricity. The FEM results revealed that the existence of top soft layer sensitively affects more on horizontal and moment capacity than vertical capacity for cases of footing on soft clay overlying stiff clay. Practical design charts are presented to evaluate bearing capacities of footing for various combinations of the ratio of the depth of the upper layer to the footing width and the ratio of undrained strength of the upper layer to that of the lower. The centrifuge tests indicated that current design practice of calculating failure load of rectangular surface footing under double eccentricity underestimates the centrifuge loading test data. This trend is more marked when the eccentricity becomes larger. The decreasing trend in failure load with an increase of double eccentricity is rather uniquely expressed by a single curve, using a newly defined resultant eccentricity and the diagonal length of the footing base.

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다접오링의 밀봉특성 해석에 관한 연구 (A Study on the Sealing Characteristics of Multi-contact O-rings)

  • 김청균
    • 한국가스학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.52-57
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    • 2012
  • 본 연구에서는 유한요소해석법을 사용하여 다접오링의 밀봉특성에 관련된 변형률, 응력, 접촉법선응력을 해석하였다. 밀봉특성에 관한 FEM 해석결과에 의하면, 다접오링에 작용하는 최대 변형률, 최대압축응력, 최대접촉 법선응력은 기존의 오링에 비해 약 1.7배나 더 높게 나타났다. 이것은 다접오링의 절단면에 U홈을 형성하였기 때문이고, 다접오링은 고압가스 용기, 밸브, 가스기기의 밀봉을 유지하는데 매우 유용할 것으로 판단된다. 그리고, 다접오링에서 가스압력을 높여도 압출파손 현상이 발생되지 않았는데, 이것은 U홈이 있기 때문인 것으로 판단된다. 따라서, 다접오링은 기존의 오링에 비해 밀봉수명을 길게 연장시킬 수 있다.

헬멧의 강도안전과 변형거동에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on the Strength Safety and Displacement Behaviors of a Helmet)

  • 김청균;김도현
    • 한국가스학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.41-45
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    • 2008
  • 본 논문은 외부의 충격력을 차단하고, 충격에너지를 흡수하는 헬멧의 강도안전과 변형거동에 대한 수치적 연구를 수행한 것이다. 기존헬멧과, 보강뼈대와 주름댐퍼를 추가적으로 설치한 4개의 헬멧모델에 대한 응력 및 변형거동을 유한요소법으로 해석하였다. 헬멧의 정상부에 보강뼈대를 설치하면 헬멧의 강도 안전 향상에 유용하고, 헬멧의 하단부에 주름댐퍼를 설치하면 충격에너지 흡수효과가 우수하다는 것을 FEM 해석결과를 통해 확인할 수 있었다. 따라서 첨단헬멧을 안전하게 설계하기 위해서는 보강뼈대와 주름댐퍼를 새로운 설계요소로 고려할 것을 권장한다.

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유한요소 해석을 통한 열교 차단장치의 압축판 최적형상 설계 (The Optimal Shape Design for the Compression Joint of Thermal Bridge Breaker using FEM)

  • 신동현;김영호;김형준
    • 한국디지털건축인테리어학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.17-25
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    • 2013
  • It is important to eliminate thermal bridge for achieving passive and environmental-friendly buildings. Structural members may frequently act as thermal bridges that become a conduit of energy. it is emphasized that thermal bridge breaker (TBB) system is necessary for blocking thermal bridge of the structural members. This TBB system has to maintain a performance to tensile and compressive stress which arises in member section in order to being realized structurally. Thus, it is composed with anchorage devices which obtain continuity with structural members inside building and rebar of cantilever balcony, and compression joint which resist compression stress occurring to TBB. Applying method of TBB's compression joint is designed to have high strength with comparatively small element section which can cover external load. This study carried out finite elements method based on compression experiment. Throughout the FEM analysis, this study provides information on finding optimal shape for compression joint of TBB which can suitably apply to current building balcony of Korea.

무한 원통형 실린더의 고유진동수에 관한 연구 (Calculation of the eigenfrequencies for an infinite circular cylinder)

  • 백경민;유정수;신구균
    • 한국음향학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.16-23
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    • 2016
  • 본 논문은 무한 원통형 실린더의 자유진동에서 발생하는 고유진동수(eigenfrequency)를 구하는 3가지 방법에 대해 다루었다. 일반적인 경우에 적용될 수 있는 탄성 이론을 적용한 방법과 얇은 두께의 실린더에 효율적으로 적용될 수 있는 얇은 원통형 쉘 이론을 적용한 방법, 유한요소법(FEM: Finite Element Method)을 통한 수치 해석 방법을 통해 구해진 결과에 대한 비교 및 검증을 수행하였다. 주어진 실린더의 외반경에 두께를 서로 달리하여 1 kHz 이하에 존재하는 원통형 쉘의 고유진동수를 구하였고 모드수와 두께의 변화에 따른 이들 결과에 대해 관찰하였다.