• 제목/요약/키워드: SOLID element

검색결과 983건 처리시간 0.027초

고체 추진기관 구조체 설계 프로그램 개발을 위한 설계 부품 자료 구조 (Data Structure for the Design Program of Solid Rocket Motors)

  • 이강수;김원훈;이방업
    • 한국CDE학회논문집
    • /
    • 제17권5호
    • /
    • pp.364-374
    • /
    • 2012
  • In this paper, we proposed a data structure to represent structural components of solid rocket motors (SRM) in an automated design program. To propose the data structure, we searched the necessary functions for the automated design program should have. In order to design the structural components of solid rocket motors sufficiently with a design program, it should have the functions to represent the shapes of the components, the drawing and analysis models, the design variables, various product structures, interferences, characteristic properties, design equations, and tightening sets. By modifying the data structure of an element object that is a general purpose data structure to represent a general component of a product, a new data structure was proposed to satisfy all the necessary functions with optimum. Finally, a design program for the structural components of solid rocket motors was developed successfully with the proposed data structure.

유한요소해석을 통한 ITI Solid screw 임플랜트의 형상 특성이 골유착 단계에서 응력에 미치는 영향에 대한 연구 (FINITE ELEMENT APPROACH TO INVESTIGATE THE INFLUENCE OF THE DESIGN CONFIGURATION OF THE ITI SOLID IMPLANT ON THE BONE STRESSES DURING THE OSSEOINTEGRATION PROCESS)

  • 차상범;이규복;조광헌
    • 대한치과보철학회지
    • /
    • 제44권2호
    • /
    • pp.217-228
    • /
    • 2006
  • Statement of problem: Standard type of ITI solid implant model in the 6.2mm thick jaw bone was axisymmetrically modelled for finite element stress analyses. Purpose: Primary objective was to investigate the influences or the characteristic design configuration of the ITI solid implant model on the bone stress with the course of osseointegration process at the bone/implant interfaces. To simulate the characteristics of the osseointegration process, five different stages of the bone/implant interface model were implemented. As load conditions, vertical load of 50N was taken into consideration. Bone at the cervical region of implant was the areas of concern where the higher level of stress were likely to take place. Results: The results indicated that rather slightly different stress level could be obtained as a function of the osseointegration conditions. Conclusion: Under vertical load, the lower level of stress was observed at the cervical cortical bone in the initial and final stages of osseointegration. Relatively higher stress level, however, was observed during the transitional stages where the osseointegration at the cancellous bone interface were yet to fully develop.

임의 형상의 다이를 이용한 반용융 단조 공정의 유한요소해석 (A Finite Element Analysis of Thixoforging Process by using Arbitrarily Shaped Dies)

  • 강충길;김남석
    • 한국정밀공학회지
    • /
    • 제16권9호
    • /
    • pp.123-134
    • /
    • 1999
  • A new forming technology has been developed to fabricate near-net shape components by using aluminum alloys with globular microstructure. The estimations of filling characteristic in the forging simulation with arbitrarily shaped dies of SSM are calculated by finite element method with proposed algorithm. The proposed model and various boundary conditions for arbitrarily shaped die are investigated with the coupling calculation between the liquid phase flow and the solid phase deformation. The simulation processes with arbitrarily shaped dies are performed on the isothermal conditions and axisymmetric problems. To analyze the forging process simulation with SSM, new stress-strain relationship for semi-solid behaviour is described, and forging the liquid flow. Furthermore, For the purpose of getting net shape of SSM, it is important to be obtain a solid fraction in forging process with arbitrarily shaped dies. To produce a automotive part which have good mechanical properties, the filling pattern in accordance with die velocity and solid fraction distribution has to be estimated for arbitrarily shaped die.

  • PDF

3 차원 가정변형률 솔리드 요소를 이용한 압전 작동기/감지기 해석 (Papers : Three - dimensional assumed strain solid element for piezoelectric actuator/sensor analysis)

  • 조병찬;이상기;박훈철;윤광준;구남서
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제30권2호
    • /
    • pp.67-74
    • /
    • 2002
  • 본 논문에서는 18절점 가정 변형률 솔리드 요소를 이용하여, 기계적 물리량과 전기적 물리량이 완전히 연성된 정적 문제를 해석할 수 있는 유한요소 정식화 과정을 유도하였다. 요소 결점의 축방향 변위 자유도 외에 전기 자유도를 추가하여 주어진 변위와 하중에 의해 발생하는 유도전압을 계산할 수 있다. 또한 가정 변형률 요소를 사용함으로써 박판형 구조물을 모델할 때 발생할 수 있는 잠김현상을 해소하였다. 유도된 유한요소 정식을 바탕으로 프로그램을 작성하였으며, 몇가지 수치예제에 적용하여 작성된 코드를 검증하였다. 본 요소를 이용하여, 여러 가지 변수가 THUNDER의 작동변위에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통하여, 특정한 재료와 곡률을 갖출 경우 THUNDER의 작동성능이 향상됨을 확인하였다.

체결력을 고려한 콘크리트 삽입 앵커볼트의 간편 유한요소 모델 (Simplified Finite Element Model of an Anchor Bolt Inserted Through Concretes Considering Clamping Forces)

  • 노명현;이상열;박규식
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제26권4호
    • /
    • pp.293-300
    • /
    • 2013
  • 본 논문에서는 앵커볼트의 체결력을 고려한 유한요소 모델을 제안함으로써 앵커볼트로 연결된 부재의 해석적 평가방법을 제안하였다. LS-DYNA를 사용한 유한요소 모델링은 복잡한 3차원 상세모델보다는 단순화된 앵커모델들을 적용함으로써 해석 효율성을 고려하였다. 앵커볼트는 Beam 혹은 Solid 요소로 토크 조임에 따른 앵커볼트 긴장상태를 반영하였고, 토크 조임에 따른 체결력을 고려하기 위해 너트면에 압축력을 도입하거나 너트를 Shell 혹은 Solid로 고려하여 작용 토크값으로 산정되는 체결력과 등가의 하중을 도입하였다. 외력 작용 시 체결력과 마찰력에 의한 앵커볼트의 하중전달은 nodal rigid 혹은 contact 조건으로 고려하였다. 체결력을 고려한 세 종류의 앵커모델을 적용한 해석결과, Model I과 Model III는 볼트 축력과 전단력이 매우 유사한 값으로 계산되었고, Model II의 경우, 볼트 축력과 전단력이 다소 과소평가되는 것으로 나타났다. Model I은 다른 두 모델에 비해 수치해석적으로 효율적인 것으로 분석되었다.

부착된 프리스트레스 넓은 보-기둥 외부접합부의 유한요소해석 (FE Analysis of Exterior Wide Beam-Column Connections with Bonded Tendon Stress)

  • 이문성;최윤철;임재형;문정호;최창식
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제21권4호
    • /
    • pp.307-315
    • /
    • 2008
  • PPS(Post-tensioned Precast concrete System)공법은 U자형 PC로 제작된 넓은 보와 PC또는 현장 타설 콘크리트로 제작한 기둥으로 구성되며, PC보와 기둥의 일체성 확보를 위하여 프리스트레스를 도입하였다. 본 연구에서는 포스트텐션을 도입한 넓은 보-기둥 접합부의 구조적 특성을 규명하고, 다양한 변수해석이 가능하기 위한 자료를 제공하고자 유한요소해석 프로그램인 ANSYS을 사용하여 비선형 해석을 수행하였다 콘크리트에 대한 해석요소는 8개의 절점을 가지며 각 절점이 3개의 자유도(X, Y, Z축에 대한 병진 변위)를 갖는 Solid 65요소를 사용하였다. Solid 65요소에서 전단전달계수(Shear-Transfer factor)는 실험값에 근사적으로 해석값을 맞추기 위한 영향 계수값으로 균열이 발생하는 위치에 대한 전단강도의 감소를 반영한다. 그 결과, 본 실험체에 대한 해석에서는 열려진 전단전달계수 0.125와 닫혀진 전달계수 0.85에 기초하여 해석한 결과 닫혀진 전단전달계수는 0.85에서 열려진 전단전달계수에서는 0.2일때 가장 실험값에 근사한 해석치를 보였다.

한국형 원전 격납건물의 비선형해석에 관한 연구 (A Study on the Nonlinear Analysis of Containment Building in Korea Standard Nuclear Power Plant)

  • 이홍표;전영선;이상진
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제20권3호
    • /
    • pp.353-364
    • /
    • 2007
  • 이 논문에서는 원전 격납건물의 극한내압능력 및 파괴모드 평가를 위해 개발된 비선형 유한요소해석 프로그램 NUCAS 코드에 대하여 기술하였다. NUCAS는 미시적인 재료모델을 도입한 퇴화 쉘 요소와 탄소성 재료모델을 도입한 저차고체요소로 구성되어 있고, 퇴화 쉘 요소와 저차고체요소는 유한요소에서 발생할 수 있는 강성과대(overstiffness) 및 묶임현상(locking phenomenon)을 방지하기 위해서 각각 가변형도법(assumed strain method)과 개선된 가변형도법(enhanced assumed strain method)을 적용하였다. 개발된 NUCAS코드의 성능을 검증하기 위해서 다양한 철근콘크리트 구조물의 벤치마크 테스트를 수행하였고, 그 결과로부터 이 논문에서 개발한 유한요소해석 프로그램의 해석결과는 실험결과와 잘 일치하였다.

선박용 파이프 루프 곡선부의 구조해석에 관한 연구 (A Study on the Structural Analysis of Curved Portions of Pipe Loops Used in Ships)

  • 박치모;배병일
    • 한국해양공학회지
    • /
    • 제24권5호
    • /
    • pp.88-93
    • /
    • 2010
  • Many pipes that are arranged longitudinally in ships have loops at intervals to prevent the failure of the pipes as they absorb large portions of the axial load caused by the bending of the hull girder and/or thermal loads when the pipes are carrying very hot fluids. Since the loops are curved at corners, an efficient method for conducting the structural analyses of these curved portions is required. In this paper, a pipe loop was analyzed by an analytical method and by the finite-element method in four different ways, i.e., based on straight-beam elements, curved-beam elements, 2-D shell elements, and 3-D solid elements. The results of the five analyses were compared to check the validity of the current curved-beam theory. The paper includes some suggestions on how to analyze the pipe loops efficiently.

A continuum mechanics based 3-D beam finite element with warping displacements and its modeling capabilities

  • Yoon, Kyungho;Lee, Youngyu;Lee, Phill-Seung
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제43권4호
    • /
    • pp.411-437
    • /
    • 2012
  • In this paper, we propose a continuum mechanics based 3-D beam finite element with cross-sectional discretization allowing for warping displacements. The beam element is directly derived from the assemblage of 3-D solid elements, and this approach results in inherently advanced modeling capabilities of the beam element. In the beam formulation, warping is fully coupled with bending, shearing, and stretching. Consequently, the proposed beam elements can consider free and constrained warping conditions, eccentricities, curved geometries, varying sections, as well as arbitrary cross-sections (including thin/thick-walled, open/closed, and single/multi-cell cross-sections). We then study the modeling and predictive capabilities of the beam elements in twisting beam problems according to geometries, boundary conditions, and cross-sectional meshes. The results are compared with reference solutions obtained by analytical methods and solid and shell finite element models. Excellent modeling capabilities and solution accuracy of the proposed beam element are observed.

경사기능 복합재료 판의 기계적 강도해석 (Mechanical strength analysis for functionally graded composite plates)

  • 나경수;김지환
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
    • /
    • pp.66-69
    • /
    • 2005
  • Mechanical strength of functionally graded composite plates that composed of ceramic, functionally graded material and metal layers is investigated using 3-D finite element method. In FGM layer, material properties are assumed to be varied continuously in the thickness direction according to a simple power law distribution in terms of the volume fraction of a ceramic and metal. The 3-D finite element model is adopted by using an IS-node solid element to analyze more accurately the variation of material properties in the thickness direction. Numerical results are compared with those of the previous works. In addition, the displacements, the tensile stresses and the compressive stresses are analyzed for the variation of FGM thickness ratio and volume fraction distribution.Mechanical strength of functionally graded composite plates that composed of ceramic, functionally graded material and metal layers is investigated using 3-D finite element method. In FGM layer, material properties are assumed to be varied continuously in the thickness direction according to a simple power law distribution in terms of the volume fraction of a ceramic and metal. The 3-D finite element model is adopted by using an IS-node solid element to analyze more accurately the variation of material properties in the thickness direction. Numerical results are compared with those of the previous works. In addition, the displacements, the tensile stresses and the compressive stresses are analyzed for the variation of FGM thickness ratio and volume fraction distribution.

  • PDF