• 제목/요약/키워드: Shape Deformation

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개선된 저차 전단 변형 이론을 이용한 전기, 기계 하중을 받는 스마트 복합재 구조물의 연성 해석 (A Coupled Analysis of Smart Plate Under Electro-Mechanical Loading Using Enhanced Lower-Order Shear Deformation Theory)

  • 오진호;조맹효;김준식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권1호
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    • pp.121-128
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    • 2007
  • Enhanced lower order shear deformation theory is developed in this study. Generally, lower order theories are not adequate to predict accurate deformation and stress distribution through the thickness of laminated plate. For the accurate prediction of detailed stress and deformation distributions through the thickness, higher order zigzag theories have been proposed. However, in most cases, simplified zigzag higher order theory requires $C_1$, shape functions in finite element implementation. In commercial FE softwares, $C_1$, shape functions are not so common in plate and shell analysis. Thus zigzag theories are useful for the highly accurate prediction of thick composite behaviors but they are not practical in the sense that they cannot be used conveniently in the commercial package. In practice, iso-parametric $C_0$ plate model is the standard model for the analysis and design of composite laminated plates and shells. Thus in the present study, an enhanced lower order shear deformation theory is developed. The proposed theory requires only $C_0$ shape function in FE implementation. The least-squared energy error between the lower order theory and higher order theory is minimized. An enhanced lower order shear deformation theory(ELSDT) in this paper is proposed for smart structure under complex loadings. The ELSDT is constructed by the strain energy transformation and fully coupled mechanical, electric loading cases are studied. In order to obtain accurate prediction, zigzag in-plane displacement and transverse normal deformation are considered in the deformation Held. In the electric behavior, open-circuit condition as well as closed-circuit condition is considered. Through the numerous examples, the accuracy and robustness of present theory are demonstrated.

형상기억합금 튜브의 buckling 거동 (Buckling behavior of shape-memory alloy tube)

  • 최점용
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.378-381
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    • 2008
  • The buckling behavior of cylindrical shape-memory alloy and aluminum tube is investigated at room temperature using a split Hopkinson pressure bar and an Instron hydraulic machine with a specially designed recording system. The shape-memory alloy at superelastic property regime buckles gradually in quasi-static loading, and fully recovers upon unloading. However, the buckling of aluminum tube is sudden and catastrophic, and shows permanent deformation. This gradual buckling of shape-memory alloy is associated with the forward and reverse transformation of stress-induced martensite and seems to have a profound effect on the unstable deformation of tube structures made from shape-memory alloy.

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티타늄디스크 근사정형 열간단조시 금형속도의 최적화 (Die-Speed Optimization in Titanium-Disk Near-Net Shape Hot-Forging)

  • 박종진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.896-907
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    • 1995
  • Titanium 6242(.alpha. + .betha.) alloy has a good strength/weight ratio and is used for aircraft components such as engine disks and compressor blades. When this material is forged at an elevated temperature, the process parameters should be carefully controlled because the process window of this material is quite narrow. In the present investigation, a rigid-thermoviscoplastic finite element method is used to predict the deformation behavior and temperature/strain distributions in an engine disk during near-net shape hot forging. The purpose of the investigation is to obtain a proper ram speed profile, assuming the hydraulic press used in the forging is capable of varying ram speed during loading. In result, it was found that the ram speed at constant strain-rate of 0.5/sec shows a sound deformation behavior, a relatively uniform deformation and a good temperature distribution. This information is also valuable in predicting resulting microstructures in the disk.

얇은 박스형 용접구조물의 용접변형 해석 (Welding Distortion Analysis of a Laser Welded Thin Box Structure)

  • 김충기;김재웅;김기철
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제25권5호
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    • pp.72-77
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    • 2007
  • Prediction and control of the thermal distortion is particularly important for the design and manufacture of welded thin metal structure. In this study, numerical computations are performed to analyze effect of structure section shape and weld line location on distortion. In addition, this study aims to develop a thermal elasto-plastic simulation using finite element method to predict distortion, with particular emphasis on bending deformation generated in outline welding of a thin box structure. From the numerical analysis, it was revealed that the section shape and weld line location play an important role on the welding distortion. Among 3 types of section shape design proposed in this study, the least deformation remained in the two path welded structure.

변형 이론을 기반으로한 곡면의 최적 근사 전개 (Optimal Approximated Development of General Curved Plates Based on Deformation Theory)

  • 유철호;신종계
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.190-201
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    • 2002
  • Surfaces of many engineering structures, specially, those of ships and airplanes are commonly fabricated as doubly curved shapes as well as singly curved surfaces to fulfill functional requirements. Given a three dimensional design surface, the first step in the fabrication process is unfolding or planar development of this surfaces into a planar shape so that the manufacturer can determine the initial shape of the flat plate. Also a good planar development enables the manufacturer to estimate the strain distribution required to form the design shape. In this paper, an algorithm for optimal approximated development of a general curved surface, including both singly and doubly curved surface is developed in the sense that the strain energy from its planar development to the design surface is minimized, subjected to some constraints. The development process is formulated into a constrained nonlinear programming problem, which is on basis of deformation theory and finite element. Constraints are subjected to characteristics of the fabrication method. Some examples on typical surfaces and the practical ship surfaces show the effectiveness of this algorithm.

의자 다리와 스트레쳐를 중심으로 한 형상 최적화 설계 (Optimal Shape Design of Legs and Stretcher Parts of Chair)

  • 이영민;정훈
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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    • pp.256-261
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    • 2016
  • In this paper, Shape optimal design for a chair with 4 legs and 2 stretchers consisting of stainless steel was conducted. The shape was transformed by identifying stress and deformation for the part of leg and stretcher. In addition, load condition and mesh was designed using Hypermesh. The stress analysis was carried out using CSD_Elast that is one of EDISON program. In seat test, Maximum equivalent stress was showed at the contact part between seat and legs. As a result, a leg cross-section with rectangular and arch was designed. And optimal height of stretcher was found to reduce a deformation. Also, maximum deformation was reduced by designing a stretcher with ellipse cross-section. So, Optimal chair having 4 legs with rectangular cross section and 2 stretchers with ellipse cross section was shown to satisfy the safety ratio.

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이동 최소 자승법 기반의 빠르고 강체성이 유지되는 3차원 형상 변형 기법 (Fast and Rigid 3D Shape Deformation Based on Moving Least Squares)

  • 이정;김창헌
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제16A권2호
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    • pp.61-68
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    • 2009
  • 본 논문에서는 이동 최소 자승법을 기반으로 이미지에 나타나는 객체의 강체 변형을 근사함으로써 자연스러운 변형 결과를 획득할 수 있는 빠른 속도의 3차원 형상 변형 기법을 제안한다. 본 연구에서는 이동 최소 자승법을 강체변형에 맞게 수정하여 각각의 점들이 이동되는 최적의 위치를 계산하는데 소요되는 계산량을 감소시키면서 변형된 결과의 강체성도 그대로 유지하고 있다. 복잡한 기하 형상이라도 점이나 타원형 핸들의 조작을 통해 쉽고 직관적이며 상호작용이 가능한 속도로 변형이 가능하다.

방향성 입자를 이용한 실시간 변형 및 파괴 시뮬레이션 (Real-Time Simulation of Deformation and Fracture with Oriented Particles)

  • 원종원;최민규
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.35-40
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    • 2012
  • 컴퓨터 그래픽스 분야에서 변형 및 파괴 시뮬레이션은 매우 중요한 기법으로 영화 및 게임 등에서 그 응용 범위가 매우 넓다. 본 논문에서는 방향성 입자를 이용한 고체 시뮬레이션 기법[1]을 확장하여 과도한 변형에 의한 파괴 현상을 실시간에 안정적으로 근사할 수 있는 실용적인 기법을 제안한다. 제안된 기법은 방향성 입자 집합의 최적 회전을 엄밀히 계산함으로써 순수 신축을 정확히 얻을 수 있으며 이를 이용하여 파괴 현상을 손쉽게 정형화할 수 있다. 본 논문의 실험에서는 대규모 모델의 변형 및 파괴 시뮬레이션도 실시간에 수행되었다.

고점도 유체 내에서 부양하는 거품의 종말속도, 항력계수, 형태 분석 (Analysis of Terminal Velocity, Drag Coefficient and Shape of Bubble Rising in High Viscous Fluid)

  • 김진현;김정현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권4호
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    • pp.462-469
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    • 2010
  • 기체와 액체가 만나는 2상 공정들은 화학공학, 생명화학공학, 환경공학, 식품공학 등에 두루 존재한다. 위와 같은 공정의 최적화를 위해서는 거품의 움직임과 형태에 대한 정확한 파악이 필요하다. 액체 내부에서 거품의 움직임은 액체의 밀도, 점도, 표면장력과 거품의 크기와 속도에 영향을 받는다. 본 논문에서는 고점도 실리콘 오일 내부에서의 거품의 움직임과 형태를 관찰하였다. 또한 국외 논문 및 저서에서 정립된 거품의 에너지 수지 식, 항력계수와 변형계수를 이용하여 거품의 종말속도, 항력계수, 변형계수, 형태를 예측해 보고 이를 실험결과와 비교해 보았다. 실험 결과 거품의 속도는 점도가 낮을 경우가 더 빨랐고, 거품의 항력계수는 점도가 클 때 더 컸다. 거품의 형태는 점도가 클 때 덜찌그러진(구형에 가까운) 형태였다. 실험결과와 국외 논문 및 저서에서 정립된 항력계수와 변형계수를 이용한 예측결과를 비교해 본 결과 Batchelor가 제시한 이론이 가장 정확한 예측을 하는 것으로 나타났다. Batchelor가 제시한 거품의 에너지 수지식, 항력계수와 변형계수를 사용하여 예측한 거품의 2차원 측면 형태는 실험에서 관찰된 거품의 2차원 측면 형태와 유사하였다.

적층복합재료구조물의 변형에 미치는 제작조건과 작동조건의 영향에 대한 실험적 고찰 (Experimental Investigation of the Effect of Manufacturing and Working Conditions on the Deformation of Laminated Composite Structures)

  • 팜탄눗;염영진
    • Composites Research
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    • 제26권4호
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    • pp.265-272
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    • 2013
  • 섬유강화플라스틱(Fiber-reinforced plastic, FRP)은 복합재료 보트를 만드는 데 주 구조물로 사용되고 그것들 대부분은 몰드에서 만들어진다. 이러한 제품들은 몰드에서 분리될 때나 높은 온도의 환경에서 변형이 생긴다. 그러므로 다양한 제작 및 작동 조건에서 적층복합재료 구조물의 변형에 대한 실험적 조사 및 평가는 필수적이다. 불포화 폴리에스테르수지와 유리섬유를 이용하여 L-shape과 Curve-shape 시편을 제작하였다. 경화제 비율과 제작온도, 네 가지 작동온도가 입력인자(독립변수)로 사용되었고 출력인자는 시편에서 측정되는 변형이다. 결과로부터 경화제 비율이 높을수록 또한 제작온도가 높을수록 변형이 작게 생김을 알 수 있었다. 작동온도가 상승할 때 초기 변형 값에 따라 큰 변화를 보였다. 또한 변형 값이나 입력인자들은 회귀 방정식으로부터 예측할 수 있었다.