• 제목/요약/키워드: Structural Strength Analysis

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유한요소법에 의한 부식을 고려한 전동차 차체의 강도평가 (The Structural Strength Assessment of Corroded Electric Rail Car Body Structure by FEM)

  • 김선용;구병춘;임충환
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.350-355
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    • 2005
  • All the facility, the structure and the rolling stock have limited life so after starting use, we must decide disuse or use when it exeeds the lifetime. Currently the subway which exeeds the lifetime appeared in our country. Structural members of rolling stock structures were occurred corrosion after passage of time and It gives a many effect in the structure strength. In this study, it accomplished a structural analysis which use FEM for the No.2 subway line which operated currently, and it investigated the structural strength change which it follows with dimension change of structural members due to corrosion

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고장력강판 적용을 위한 자동차 범퍼빔 구조성능의 기초연구 (A Preliminary Study on the Structural Performance of the Bumper-Beams for High-Strength Steel Applications)

  • 강종수;송명환;임재용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.78-84
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    • 2017
  • 최근 자동차 업계는 연비향상 및 안전성 강화를 위해 경량 신소재를 적용하여 부품의 경량화를 추구하고 있다. 이를 위해 차체 부품 소재로서 고장력강판의 적용 비중이 50%를 넘고 있는 실정이다. 이에, 본 논문에서는 범퍼빔 부품의 소재로 고장력강판 적용을 위한 기초 연구로서 소재 및 두께 변경에 따른 범퍼빔의 구조강성과 에너지 흡수능력을 해석적 방법으로 비교 평가하였다. 우선 고장력강판을 범퍼빔에 적용하기 위해 기존의 범퍼빔 단면형상과는 다른 타입의 범퍼빔 단면형상을 설계하였으며, 굽힘해석을 통해 설계된 범퍼빔이 충분한 구조성능, 즉, 구조강성과 굽힘하중력을 가지고 있는지 조사하였다. 중앙접합부의 형상에 따라 굽힘에 대한 구조성능은 현저한 차이가 관찰되지는 않았으며, 25ton, 7.5ton/mm내외의 충분한 굽힘저항력과 강성을 가지고 있는 것으로 조사된다. 또한, 충돌해석을 통해 소재 및 두께를 변경하였을 경우의 효과를 비교평가하였다. 해석결과 고장력강판을 범퍼빔에 적용하기 위해서는 두께를 줄임으로써 기존소재에 버금가는 에너지흡수성능을 구현할 수 있으며, 동시에 뚜렷한 경량화를 이룰 수 있을 것으로 판단된다. 본 기초연구를 토대로 고장력강판 범퍼빔의 구조성능 개선을 위한 향후 연구방향에 대해 제시하였다.

8m급 고속 활주선형 레저보트의 구조강도 평가 (Strength Assessment of 8m-class High-Speed Planing Leisure Boat)

  • 고대은
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.418-423
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    • 2018
  • 최근 국내에서는 해양레저 산업의 활성화와 세계 해양레저 시장 진출을 위해 고부가가치 레저선박에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 레저선박의 소재로는 물성이 우수하고 경량선체의 제작이 가능한 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 복합재료가 널리 사용되고 있으며, FRP 복합재료로 제작되는 레저선박의 구조안전성 확보를 위한 설계기술 개발이 중요한 연구개발 목표중의 하나가 되고 있다. 본 연구에서는 RTM(Resin Transfer Molding) 공법으로 제작되는 FRP 복합재료 소재의 샌드위치 판넬을 주 구조부재로 하는 8m급 고속 활주선형 레저보트의 설계안에 대하여 구조강도를 평가하였다. 한국선급의 고속 경구조선 규칙 및 적용지침에 의거하여 선체 구조 안전성 검증을 위한 선저 슬래밍 충격하중 분포를 구하고, 샌드위치 구조의 복합재료 판을 등가의 굽힘 강성을 갖는 단일 재료의 등방성 판으로 치환하여 구조 해석을 수행하였다. 해석 결과를 실 제작 부재 시험편에 대한 강도 시험 결과와 비교한 결과 모든 내부 구조부재가 요구 강도를 충분히 만족함을 확인하였다.

Dominant failure modes identification and structural system reliability analysis for a long-span arch bridge

  • Gao, Xin;Li, Shunlong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제63권6호
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    • pp.799-808
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    • 2017
  • Failure of a redundant long-span bridge is often described by innumerable failure modes, which make the structural system reliability analysis become a computationally intractable work. In this paper, an innovative procedure is proposed to efficiently identify the dominant failure modes and quantify the structural reliability for a long-span bridge system. The procedure is programmed by ANSYS and MATLAB. Considering the correlation between failure paths, a new branch and bound operation criteria is applied to the traditional stage critical strength branch and bound algorithm. Computational effort can be saved by ignoring the redundant failure paths as early as possible. The reliability of dominant failure mode is computed by FORM, since the limit state function of failure mode can be expressed by the final stage critical strength. PNET method and FORM for system are suggested to be the suitable calculation method for the bridge system reliability. By applying the procedure to a CFST arch bridge, the proposed method is demonstrated suitable to the system reliability analysis for long-span bridge structure.

충돌성능을 고려한 승용차 범퍼빔 단면의 최적화 (Optimization of Bumper Beam Section of Crashworthiness)

  • 강성종
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권6호
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    • pp.276-284
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    • 1998
  • Optimum design of bumper beam is investigated using nonlinear CAE structural analysis techniques.In order to minimize its weight, while enhancing structural performances, bumper beam structural analyses were carried out to produce optimum section. Model is composed of bumper beam and stay. First, considering FMVSS safety standard, static strength and energy absorbing capability were estimated for several competitive bumpers through pendulum static analysis, and most promising section was chosen. Next, to ensure dynamic crashworthinesss performance for center pole impact was evaluated for the bumper beam with chosen section through pendulum static analysis, referring to DHS bumper dynamic impact standard. Finally, 2.5 mph bumper beam was designed and its structural performance was estimated. Through this investigation, an optimized bumper beam section with less weight of 20% while maintaining almost equal carshworthiness, compared with a conventional bumper beam section which proved its impact crashworthiness by experiments, was developed.

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살물선의 피로균열 전파해석과 피로강도 평가에 대한 연구 (A Study on Fatigue Crack Propagation Analysis and Fatigue Strength Evaluation for Bulk Carrier)

  • 엄동석;김충희
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제11권4호
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    • pp.112-124
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    • 1993
  • It has been reported that fatigue damage sometimes occurred at the stress concentrated and dynamic loaded structural members of bulk carrier. In this paper, studies on fatigue strength of hull structures are reviewed, and the program for evaluating fatigue strength is developed. And the fatigue crack initiation and propagation on the end part of cargo hold frame of bulk carrier were calculated by FEM stress analysis and the fatigue strength evaluation program. These method can be applied not only to the crack initiation life but also to crack propagation life for the hull structural members at the hull design stage and be effective as the guideline to prevent the crack initiation or to estimate the fatigue strength for repairing of the fatigue damaged structures of real ships.

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고리형 내부 보강재를 가진 X형 관이음부의 축방향 강도 평가 (Axial Strength Evaluation for Tubular X-Joints with Internal Ring Stiffener)

  • 조현만;류연선;김정태
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.162-169
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    • 2001
  • Tubular joints are usually reinforced using thicker can section or ring stiffeners to increase the load carrying capacity. In this paper, a numerical study has been performed for evaluation of axial strength for X-joints with internal ring stiffener, The finite element analysis software was used for nonlinear strength analysis. According to variation of ring geometries, the effect of ring stiffener for X-joints are investigated. Internal ring stiffener is found to be efficient improving ultimate strength of tubular joints. Relations of thickness of ring and axial strength are observed considering geometric parameters of ring stiffeners.

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콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석을 통한 스트럿 유효강도의 적합성 평가 (Validity Evaluation of Effective Strength of Concrete Strut using Strut-Tie Model Analysis of Structural Concrete)

  • 전창현;윤영묵
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권5A호
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    • pp.443-462
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    • 2010
  • 스트럿-타이 모델 방법은 응력교란영역을 포함하는 콘크리트 구조부재의 극한강도 해석 및 설계에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 콘크리트 구조부재의 정확한 극한강도 해석 및 설계를 위해서는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이를 위해 여러 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 그리고 결정방법이 제안되었다. 이 연구에서는 연구문헌, 설계기준서, 그리고 본 연구자의 방법 등에 의해 결정한 콘크리트 스트럿의 유효강도를 여러 스트럿-타이 모델 설계예제집의 전통적인 선형 스트럿-타이 모델 방법에 적용하여 파괴실험이 수행된 24개 철근콘크리트 패널, 275개 철근콘크리트 깊은 보, 그리고 218개 철근콘크리트 코벨 등의 파괴강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 제안된 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 방법 등의 적합성을 평가하였다. 이 연구를 통하여 콘크리트 구조부재의 파괴강도를 비교적 정확하고 일관적으로 평가한 본 연구자의 유효강도 결정방법은 콘크리트 구조부재의 종류, 스트럿-타이 모델의 구조형식, 전단경간대 유효깊이의 비, 그리고 콘크리트 압축강도 등의 주요 변수의 영향을 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석 및 설계 시 합리적으로 반영할 수 있음을 알았다.

응력집중 저감을 위한 트랙터용 프론트 로더의 설계개선 및 충격 안전성 평가 (Design Improvement of Front-End Loader for Tractor to Reduce Stress Concentration and Evaluation of Impact Safety)

  • 이부윤
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.109-119
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    • 2018
  • The purpose of this study is to evaluate the structural safety of the front-end loader for the 90 kW class of agricultural tractors in impact test conditions. Deformation and stress on the loader under the impact test conditions are analyzed using the commercial finite element analysis software ANSYS. In previous research dealing with the initial design of the loader, the maximum stress occurred in the mount and exceeded the yield strength of the material. In this paper, an improved design of the mount of the loader was proposed to reduce the stress concentration in the initial design. The safety of the improved design was verified by performing rigid-body dynamics analysis, transient structural analysis, and static structural analysis under three impact test conditions: a drop and catch test, a corner pull test, a corner push test. It was found that the local stress concentration in the mount that appeared in the initial design was greatly reduced in the improved design, and that the maximum stresses occurred in the three impact test conditions are smaller than the yield strength. It is expected that the design improvement of the mount proposed in this study and the method of analysis may be effectively used to enhance structural safety in the development of new model front loaders in the future.

비선형 FEM 해석을 이용한 PSC I Typed 거더 교량의 구조거동 분석 (The Evaluation of Structural Behavior of PSC I Type Girder Bridge through Material Nonlinear FEM Analysis)

  • 심종성;주민관;김규선;문도영
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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    • pp.528-531
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    • 2004
  • Nowadays, many of PSC bridges has constructed because high performance and long span bridge is required. Therefore, it is required that the evaluation of PSC bridges which retain various structure performance. In this study, nonlinear FEM analysis was performed with two parameter, concrete compressive strength and effective prestress force which is dominant factor for evaluating structural behavior of PSC bridge. Concrete compressive strength was adapted between 30Mpa and 100Mpa and effective prestress force was used the value which is considered effective rate for time-dependant effect. In the result of this study, it was showed that concrete compressive strength and effective prestress force is important factor for evaluating structural behavior of PSC bridge.

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