• 제목/요약/키워드: compressive force

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유한요소해석에 의한 압입 접촉손상 특성 연구 (Study of the Damage Property of a Contacted Indent by Finite Element Method)

  • 조재웅;김춘식;이희성;김영춘
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.5974-5979
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    • 2014
  • 압입 방식으로서 경량화된 부품이 매우 균질한 정밀도로 생산이 되며 프레스의 기술이 향상되고 있다. 압입 방식으로 조립하였을 시 핀과 구멍사이에는 압축력에 의한 변형력이 발생되고 접촉면이 손상을 입는다. 따라서 본 연구에서는 CATIA 프로그램을 이용하여 3D 모델링하였으며, ANSYS 프로그램을 통하여 압입 접촉된 평면에서 손상평가를 하였다. 해석결과, 핀이 들어갈 때 PCB판에 작용하는 하중은 약 21.3N인 것으로 확인되었으며, PCB판이 Pin에서 빠져나올 때의 하중은 약 19.24N으로 나타났다. 또한 구조 해석결과, Pin 1이 본 연구 모델의 모든 부품들 중에서 가장 최대응력이 많이 발생하므로, 대표적으로 Pin 1의 최대 등가응력이 192.96MPa로 나타났다. 압입 접촉 손상 특성을 규명하고 본 연구결과를 실제의 압입 공정의 설계에 응용함으로서 그 파손을 방지하고 내구성을 평가할 수 있다고 사료된다.

비선형 캠과 스프링을 이용한 오븐 렌지 도어의 열림 감성 품질 향상 메커니즘 개발 (Development on mechanism for opening sensitivity quality improvement of oven range door using nonlinear cam and spring)

  • 김휘연;윤재득;정융호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.616-624
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    • 2014
  • 대부분의 오븐 렌지는 위에서 아래로 여는 도어로 되어 있다. 오븐 렌지와 같이 열고 닫는 가전제품의 경우 도어의 감성이 제품 전체의 품질에 영향을 준다. 도어의 감성 품질을 평가하는 항목은 문을 열 때의 개방력, 문을 닫을 때의 폐쇄력, 문을 완전 개방하였을 때 발생하는 튕김 현상이 있다. 개방력과 폐쇄력이 크면 소비자의 불만 요소가 될 수 있고, 튕김 현상이 크면 소비자가 도어를 열었을 때 도어는 물론 몸체에도 충격이 가해져서 파손의 우려가 있다. 감성 품질을 향상시키기 위해서는 개방력, 폐쇄력, 튕김 현상을 최소화하여야 한다. 본 연구에서는 개방력, 폐쇄력, 튕김 현상을 최소화하기 위해 비선형 캠과 스프링을 이용하여 기존의 이중 압축 스프링과 캠 구조를 개선한 메커니즘을 제안하였다. 또한, 제안된 메커니즘을 위해 비선형 캠을 설계 및 제작한 후 실제 오븐 렌지에 적용하여 기존보다 감성 품질이 우수함을 확인하였다.

플랫폼 다이빙 앞으로 서서 앞으로 11/2회전 동작의 운동역학적 분석 (A Kinetics Analysis of Forward 11/2 Somersault on the Platform Diving)

  • 전경규
    • 한국운동역학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.209-218
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    • 2013
  • This study was to perform the kinetic analysis of forward $1\frac{1}{2}$ somersault on the platform diving. Six men's diving players of the Korea national reserve athletes participated in this study. The variables were analyzed response time, velocity, center of mass (COM), angle, center of pressure (COP) and ground reaction force (GRF) of motion. For measure and analysis of this study, used to synchronized to 4 camcorder and 1 force plate, used to the Kwon3D XP (Ver. 4.0, Visol, Korea) and Kwon GRF (Ver. 2.0, Visol, Korea) for analyzed of variables. The results were as follows; Time factor were observed in maximum knee flexion depending on the extent of use at phase 1 of take-off to execute the somersault. This enabled the subject to secure the highest possible body position in space at the moment of jumping to execute the somersault and prepare for the entry into the water with more ease. Regarding the displacement of COM, all subjects showed rightward movement in the lateral displacement during technical execution. Changes in forward and downward movements were observed in the horizontal and vertical displacements, respectively. In terms of angular shift, the shoulder joint angle tended to decrease on average, and the elbow joints showed gradually increasing angles. This finding can be explained by the shift of the coordinate points of body segments around the rotational axis in order to execute the half-bending movement that can be implemented by pulling the lower limb segments toward the trunk using the upper limb segments. The hip joint angles gradually decreased; this accelerated the rotational movement by narrowing the distance to the trunk. Movement-specific shifts in the COP occurred in the front of and vertical directions. Regarding the changes in GRF, which is influenced by the strong compressive load exerted by the supporting feet, efficient aerial movements were executed through a vertical jump, with no energy lost to the lateral GRF.

계장화한 긴 바를 사용한 세라믹판의 충격 파괴 거동 (Impact Fracture Behavior of Ceramic Plates Using Instrumented Long Bar)

  • 신형섭;오상엽;최수용;서창민;장순남
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권4호
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    • pp.787-793
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    • 2002
  • In this study, a bar impact test of low velocity was carried out to gain an insight into the damage mechanism and sequence induced in alumina plates(AD 85 and AD 90) under impact conditions. An experimental setup utilizing an instrumented long bar impact was devised, that can measure directly the impact force applied to the specimen and supply a compressive contact pressure to the specimen. During the bar impact testing, the influences of the contact pressure applied along the impact direction to the specimen on the fracture behavior were investigated. The measured impact force profiles explained well the damage behavior induced in alumina plates. The higher contact pressure to the specimen led to the less damage due to the suppression of radial cracks due to the increase in the apparent flexural stiffness of plate. It had produced the change of damage pattern developed in the specimen; from the radial cracks to the local contact stress dominant damage. It would contribute to the improvement of the ballistic property in ceramic plates. The observed results showed the following sequence in damage developed: The development of cone crack at impact region, the formation of radial cracks from the rear surface of plate depending on the plate thickness, the occurrence of crushing within the cone envelope and the fragmentation.

발파진동으로 인한 터널 콘크리트 라이닝과 록볼트 거동의 수치해석적 분석 (Numerical Analysis of Concrete Lining and Rockbolt Behavior of the Tunnel Associated with Blast-induced Vibration)

  • 전상수;장양원
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권5호
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    • pp.69-78
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    • 2009
  • 발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

Fluid-structure interaction of a tensile fabric structure subjected to different wind speeds

  • Valdes-Vazquez, Jesus G.;Garcia-Soto, Adrian D.;Hernandez-Martinez, Alejandro;Nava, Jose L.
    • Wind and Structures
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    • 제31권6호
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    • pp.533-548
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    • 2020
  • Despite the current technologic developments, failures in existent tensile fabric structures (TFS) subjected to wind do happen. However, design pressure coefficients are only obtained for large projects. Moreover, studies on TFSs with realistic supporting frames, comparing static and dynamic analyses and discussing the design implications, are lacking. In this study, fluid-Structure analyses of a TFS supported by masts and inclined cables, by subjecting it to different wind speeds, are carried out, to gain more understanding in the above-referred aspects. Wind-induced stresses in the fabric and axial forces in masts and cables are assessed for a hypar by using computational fluid dynamics. Comparisons are carried out versus an equivalent static analysis and also versus loadings deemed representative for design. The procedure includes the so-called form-finding, a finite element formulation for the TFS and the fluid formulation. The selected structure is deemed realistic, since the supporting frame is included and the shape and geometry of the TFS are not uncommon. It is found that by carrying out an equivalent static analysis with the determined pressure coefficients, differences of up to 24% for stresses in the fabric, 5.4% for the compressive force in the masts and 21% for the tensile force in the cables are found with respect to results of the dynamic analysis. If wind loads commonly considered for design are used, significant differences are also found, specially for the reactions at the supporting frame. The results in this study can be used as an aid by designers and researchers.

콘크리트 궤도용 탄성레일체결장치 손상취약부 분석 (Evaluation on Damage Weak Part of Rail Fastening System for Concrete Tracks)

  • 최정열;김상진;정지승
    • 문화기술의 융합
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    • 제8권3호
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    • pp.265-270
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    • 2022
  • 본 연구는 콘크리트 궤도용 탄성레일체결장치(System 300-1)의 손상취약부에 관한 실험 및 해석적 연구이다. 콘크리트 궤도에서 탄성레일체결장치는 열차주행 시 레일과 침목을 결속하는 핵심 궤도구성품이다. 레일체결장치 구성품 중 방진패드와 텐션 클램프(Tension Clamp)는 압축력과 부상력에 대응하며 상시 변형이 발생되는 피로부재이다. 본 연구에서는 동일구간의 운행선에서 6년, 11년, 16년 동안 사용된 탄성레일체결장치를 채취하여 사용년수에 따른 텐션 클램프의 잔류변형 특성을 분석하였다. 또한 수치해석을 바탕으로 주요 구성품별 거동메커니즘을 분석하고 손상취약부를 도출하였다. 본 연구에서 수행한 수치해석을 통해 체결력 도입부터 외력 작용에 따른 텐션 클램프 각부의 응력(변형율)을 분석하여 텐션 클램프의 손상취약부를 도출하였다.

Improving the seismic behavior of diagonal braces by developing a new combined slit damper and shape memory alloys

  • Vafadar, Farzad;Broujerdian, Vahid;Ghamari, Ali
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제82권1호
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    • pp.107-120
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    • 2022
  • The bracing members capable of active control against seismic loads to reduce earthquake damage have been widely utilized in construction projects. Effectively reducing the structural damage caused by earthquake events, bracing systems equipped with retrofitting damper devices, which take advantage of the energy dissipation and impact absorption, have been widely used in practical construction sites. Shape Memory Alloys (SMAs) are a new generation of smart materials with the capability of recovering their predefined shape after experiencing a large strain. This is mainly due to the shape memory effects and the superelasticity of SMA. These properties make SMA an excellent alternative to be used in passive, semi-active, and active control systems in civil engineering applications. In this research, a new system in diagonal braces with slit damper combined with SMA is investigated. The diagonal element under the effect of tensile and compressive force turns to shear force in the slit damper and creates tension in the SMA. Therefore, by creating shear forces in the damper, it leads to yield and increases the energy absorption capacity of the system. The purpose of using SMA, in addition to increasing the stiffness and strength of the system, is to create reversibility for the system. According to the results, the highest capacity is related to the case where the ratio of the width of the middle section to the width of the end section (b1/b) is 1.0 and the ratio of the height of the middle part to the total height of the damper (h1/h) is 0.1. This is mainly because in this case, the damper section has the highest cross-section. In contrast, the lowest capacity is related to the case where b1/b=0.1 and the ratio h1/h=0.8.

강사장교 주요부재의 내하율 산정 (Evaluation of Rating Factor for Main Components in Steel Cable-Stayed Bridges)

  • 최동호;유훈;신재인;송원근
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.163-176
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    • 2006
  • 본 논문에서는 사장교 주요부재인 거더와 주탑 및 케이블의 내하율을 평가하기 위한 식을 제안하였다. 응력 및 안정성 검토식을 이용하여 강사장교 거더와 주탑에 적용 가능한 내하율 산정식을 제안하였고 케이블의 내하율 산정식을 제안하였다. 영향선해석을 수행하여 사장교 각 부재에 인장력 최대, 압축력 최대 및 정/부 모멘트 최대의 경우에 활하중 재하 형태를 결정하였고 각 부재의 내하율 산정절차를 정리하였다. 제안된 내하율 산정방법의 타당성을 검증하기 위하여 실교량 모델인 돌산대교에 대한 적용예를 제시하였다. 일반교량의 내하율 산정방법은 돌산대교 거더와 주탑의 내하율을 과대 평가 하였으며, 제안된 내하율 산정방법은 축력과 모멘트를 동시에 지지하는 사장교 거더와 주탑의 거동을 적절히 반영하였다.

분절호선법으로 상하악 절치부 압하 시 순측경사도가 미치는 영향에 관한 3차원 유한요소법적 연구 (The effect of labial inclination on intrusion of the upper and lower incisors by three-dimensional finite element analysis)

  • 김동우;양훈철;김기태;김성식;손우성
    • 대한치과교정학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.259-277
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    • 2003
  • 본 연구는 상하악 절치부의 압하를 도모하기 위한 장치의 하나인 분절호선장치를 사용하여 절치부의 순측경사에 따른 저항중심의 위치와 변화양상, 그리고 치축경사 개선과 압하를 동시에 이루기 위해 필요한 최소 후방 견인력의 크기 및 변화양상을 알아보기 위하여 3차원 유한요소법을 이용하여 시행되었으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 치축 경사도의 변화에 따른 상악 절치부 저항중심은 1) 정상 치축경사를 가진 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 6mm에 위치하였다. 2) 순측경사가 $10^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓의 원심면 후방 9mm에 위치하였다. 3) 순측경사가 $20^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 12mm에 위치하였다. 4) 순측경사가 $30^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 16mm에 위치하였다. 2. 치축 경사도의 변화에 따른 하악 절치부 저항중심은 1) 정상 치축경사를 가진 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 10mm에 위치하였다. 2) 순측경사가 $10^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 13mm에 위치하였다. 3) 순측경사가 $20^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 15mm에 위치하였다. 4) 순측경사가 $30^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 18mm에 위치하였다. 3. 응력분포 양상은 1) 각 저항중심에서 압하력을 가한 경우에 치주인대에 균일한 압축응력을 나타내었다. 2) 후방 견인력을 동시에 적용한 경우에 순측경사가 증가할수록 응력분포 양상이 복잡해지는 양상을 보였다. 4. 상하악 절치부가 $20^{\circ}$까지 순측경사된 경우에서 Pure intrusion을 위하여 필요한 후방 견인력의 크기도 증가하였다.