• 제목/요약/키워드: Thermo-Mechanical Model

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설계민감도를 이용한 비정상상태 소성가공공정 최적 설계 (Optimal Process Design in Non-Steady Metal Forming by the Design Sensitivity)

  • 정석환;황상무
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1997년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.113-118
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    • 1997
  • A new approach to process optimal design in non-isothermal, non-steady state metal forming is presented. In this approach, the optimal design problem is formulated on the basis of the integrated thermo-mechanical finite element process model so as to cover a wide range of the objective functions and design variables, and the derivative based approach is adopted for conducting optimization by design iteration. The process model, the formulation for process optimal design, and the procedures for the evaluation of the design sensitivity and for design iteration for optimization are described.

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탄소/탄소 브레이크 디스크의 열탄성 해석과 3차원 응력해석 및 설계 (Thermo-Elastic Analysis, 3-Dimensional Stress Analysis and Design of Carbon/Carbon Brake Disk)

  • 오세희;유재석;김천곤;홍창선;김광수
    • Composites Research
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    • 제15권1호
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    • pp.41-52
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    • 2002
  • 이 논문에서는 탄소/탄소 브레이크 제동중 시스템의 거동을 열탄성 해석을 수행하여 살펴보았고. 파손에 안정적인 디스크의 형상을 찾기 위하여 다양한 형상에 대한 3차원 응력해석을 수행하였다. 탄소/탄소 복합재료의 기계적 물성치가 적층면방향과 두께방향으로 측정되었다. 측정긴 기계적 물성치는 열탄성 해석과 3차원 응력해석을 위한 입력으로 사용 되었다. 로터 클립과 클립 리테이너 사이의 간격은 회전판의 하중전달 미케니즘에 있어서 중요만 인자이다. 간격변화는 기계적 변형과 열 변형으로 분리하여 고려하였다. 클립과 리테이터는 서로 접촉이 발생하지 않았으므로 해석 모델에서 리테이너와 리벳은 제외되었다. 로터 디스크는 반복대칭조건을 사용하여 모델링되었고, 로터 디스크와 로터 클립, 로터 클립과 키 드럼사이의 2중 접촉문제가 고려되었다. 3차인 응력해석의 결과로부터 브레이크 디스크의 키 홀 부분에 응력집중현상이 발생하는 것을 확인하였다. 응력분포는 키 홀 부분에서 접촉면의 회전각과 곡률반경의 변화에 따라 연구 되었다.

열가소성 유리섬유/PP 복합재의 반구돔 열성형 평가 및 비직교 구성방정식을 이용한 FEM 수치해석 (Half-dome Thermo-forming Tests of Thermoplastic Glass Fiber/PP Composites and FEM Simulations Based on Non-orthogonal Constitutive Models)

  • 이원오
    • Composites Research
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    • 제29권5호
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    • pp.236-242
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    • 2016
  • 본 연구에서는 유리섬유/폴리프로필렌 기반의 열가소성 복합재의 열성형 시험 평가를 위해, 성형온도에서의 인장 및 면내 전단 물성 시험을 실시하였고, 이를 비직교 구성방정식을 이용하여 정량화 하였다. 이를 통해 실험값과 잘 일치하는 고온에서의 인장 및 전단 물성값을 수식화하여 얻을 수 있었다. 열성형 시험을 위해 반구돔 시험을 실시하였고, 이형제 사용 유무 및 홀더의 무게를 달리해가며 성형품의 최종형상을 비교하였다. 그 결과 이형제를 사용하면 성형품의 대칭성이 확보되고 주름 개선 효과에 유리하다는 것을 확인하였고, 적당한 힘의 홀딩력 제어가 필수적이라는 것을 알 수 있었다. 더 나아가 비직교 구성방정식이 고려된 열성형 수치해석을 실시하여 실험 결과와 유사한 양상을 확인할 수 있었고, 홀딩력이 낮을 수록 주름이 많아지고, 마찰력이 클수록 더 많은 펀치력을 필요로 함을 확인하였다.

Mechatronic V8 Engine Start Capabilities of an Automotive Starter/Generator System at the Super Cold Weather

  • Jang, Bong-Choon
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권7호
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    • pp.942-949
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    • 2002
  • The use of a combined starter/generator integrated into the drive train of an automobile offers several possibilities for improvement of fuel economy The use of such a starter/generator system is made feasible by a switch from a 14 volts electrical system to a 42 volts system, however, the sizing of the components is not a trivial problem. This study combines a dynamic electromechanical model of the starter, battery and power electronics with the nonlinear mechanics of the piston/crankshaft system and a thermofluid model of the compression and expansion processes to investigate the cold start problem. The example involves the start of an eight cylinder engine at -25 degrees Celsius. This paper shows how the mechatronic V8 engine of an automotive starter/generator system for the startability works well.

A Numerical Analysis of Supersonic Intake Buzz in an Axisymmetric Ramjet Engine

  • Yeom, Hyo-Won;Sung, Hong-Gye;Yang, Vigor
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제16권2호
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    • pp.165-176
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    • 2015
  • A numerical analysis was conducted to investigate the inlet buzz and combustion oscillation in an axisymmetric ramjet engine with wedge-type flame holders. The physical model of concern includes the entire engine flow path, extending from the leading edge of the inlet center-body through the exhaust nozzle. The theoretical formulation is based on the Farve-averaged conservation equations of mass, momentum, energy, and species concentration, and accommodates finite-rate chemical kinetics and variable thermo-physical properties. Turbulence closure is achieved using a combined scheme comprising of a low-Reynolds number k-${\varepsilon}$ two-equation model and Sarkar's compressible turbulence model. Detailed flow phenomena such as inlet flow aerodynamics, flame evolution, and acoustic excitation as well as their interactions, are investigated. Mechanisms responsible for driving the inlet buzz are identified and quantified for the engine operating at subcritical conditions.

金型의 모서리부 形狀이 熱應力分布에 미치는 影響 (The effect of corner shape in the casting mould on thermal stresses distribution)

  • 민수홍;구본권;김옥삼
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.567-574
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    • 1991
  • In this study thermal stress generated in three ingot moulds(GC25) during the solidification process of aluminum were analyzed by the two-dimensional thermo-elasto-plastic theory. In temperature analysis, all of the three models are shown steep temperature rising each case in initial stage of cooling. In thermal stress analysis, all of three models took compressible stress on inside wall of the mould, and tensible along with on out side. Model 2 take place less compressible, tensible stress then model 1. But model 3. have similar as thermal stress as model 2. The analysis will made one possible to calculate an optimum mould shape whose thermal stress gradient becomes minimum.

로타리 킬른형 도시 쓰레기 소각로의 전열해석 (Thermal Analysis of Rotary Kiln Incinerator of Municipal Solid Waste)

  • 박상일;박영재
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.2100-2108
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    • 1991
  • 본 연구에서는 최근 한국동력자원연구소에서 개발한 로타리 킬른형의 도시 쓰 레기 소각로에 대하여 전열해석한 것으로 이 해석을 통하여 소각로에서의 쓰레기, 배 기가스 그리고 로벽에서의 온도 분포를 예측할 수 있다.

MX80 벤토나이트 펠렛의 열-수리-역학적 복합거동 모델링 (Numerical Modeling of Coupled Thermo-hydro-mechanical Behavior of MX80 Bentonite Pellets)

  • 이창수;최희주;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제30권5호
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    • pp.446-461
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    • 2020
  • MX80 벤토나이트 펠렛에서의 열-수리-역학적 복합거동 특성을 파악하고자 TOUGH2-FLAC3D 시뮬레이터를 이용하여 스페인 CIEMAT에서 수행된 컬럼 시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에서는 실험실에서 사용된 것과 동일한 히터 파워와 물 주입압을 경계조건으로 설정하고 해석을 수행하였다. 사용된 열-수리 모델이 벤토나이트 펠렛의 복합거동 예측에 적용하기 적합한지 판단하기 위해 가열과 물 주입에 의한 벤토나이트 펠렛에서의 온도와 상대습도 변화를 시간 경과에 따라 잘 예측할 수 있는 지를 살펴보았다. 계산된 결과가 계측된 온도와 상대습도 변화 경향을 적절하게 재현 할 수 있었기 때문에 사용된 열-수리 모델은 벤토나이트 펠렛의 열-수리 복합거동을 예측하고 재현하기에 적절한 것으로 판단된다. 하지만, 물 주입 이후의 계산된 응력변화가 상대적으로 작고 느리게 변화되는 것으로 보아 사용된 탄성모델과 스웰링 모델에 한계점이 존재하는 것으로 보이며, 사용된 두 역학 모델로 완충재의 복잡한 열-수리-역학적 복합거동을 현실적으로 재현하기에 부족한 것으로 판단된다.

Effect of damage on permeability and hygro-thermal behaviour of HPCs at elevated temperatures: Part 2. Numerical analysis

  • Gawin, D.;Majorana, C.E.;Pesavento, F.;Schrelfer, B.A.
    • Computers and Concrete
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    • 제2권3호
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    • pp.203-214
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    • 2005
  • In the Part 1 paper (Gawin, et al. 2005) some experimental results concerning micro-structural tests, permeability measurements and stress-strain tests of four types of High Performance Concrete, exposed to elevated temperatures (up to $700^{\circ}C$) are presented and discussed. On the basis of these experimental results parameters of the constitutive relationships describing influence of damage and temperature upon material intrinsic permeability at high temperature were determined. In this paper the effects of various formulations of damage-permeability coupling on results of computer simulations are analysed and compared with the results obtained by means of the previously proposed approach, that does not take into account the thermo-chemical concrete damage directly. Numerical solutions are obtained using the recently developed fully coupled model of hygro-thermal and damage phenomena in concrete at elevated temperatures. High temperature effects are considered by means of temperature and pressure dependence of several material parameters. Based on the mathematical model, the computer code HITECOSP was developed. Material parameters of the model were measured by several European laboratories, which participated in the "HITECO" research project. A model problem, concerning hygro-thermal behaviour and degradation of a HPC structure during fire, is solved. The influence of two different constitutive descriptions of the concrete permeability changes at high temperature, including thermo-chemical and mechanical damage effects, upon the results of computer simulations is analysed and discussed.

불연속암반에서의 열-수리-역학적 상호작용에 대한 수치해석적 연구 (A numerical study on the coupled thermo-hydro-mechanical behavior of discontinuous rock mass)

  • 김명환;이희석;이희근
    • 터널과지하공간
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    • 제9권1호
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    • pp.1-11
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    • 1999
  • 열-수리-역학적 상호작용을 해석하기 위한 유한요소 코드가 개발되었다. 이 코드는 Noorishad(1984)에 의해 제시된 유한요소 수식화에 기초하였으며, 절리 거동은 Goodman 의 절리 구성 모델로 모사되었다. 개발된 코드가 각각 절리가 있거나 없는 두가지 종류의 수갱 모델에 대한 T-H-M 상호작용 해석에 적용되었다. 절 리가 없는 모델에 대해서, 수갱벽면으로부터 바깥 방향으로 온도 증가가 뚜렷이 나타났다. 절 리가 있는 모델에 대해서, 절리의 닫힘이 열팽창에 의해 생겼으며, 물이 암석기질보다 낮은 열 전도도와 높은 비열용량을 보이기 때문에 절리를 따라 온도 분포가 상대적으로 낮게 나타났다. 또한 절리 내에서의 열 유동의 영향이 암반내에서의 수리유동의 영향보다 더 크다고 결론내릴 수 있다.

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