• 제목/요약/키워드: elastic-plastic analysis

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Contact analysis of spherical ball and a deformable flat model with the effect of tangent modulus

  • Sathish Gandhi, V.C.;Ramesh, S.;Kumaravelan, R.;Thanmanaselvi, M.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제44권1호
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    • pp.61-72
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    • 2012
  • The paper is on contact analysis of a spherical ball with a deformable flat, considering the effect of tangent modulus on the contact parameters of a non-adhesive frictionless elastic-plastic contact. The contact analysis of this model has been carried out using analysis software Ansys and Abaqus. The contact parameters such as area of contact between two consecutive steps, volume of bulged material are evaluated from the formulated equations. The effect of the tangent modulus is considered for determining these parameters. The tangent modulus are accounted between 0.1E and 0.5E of materials E/Y value greater than 500 and less than 1750. Result shows that upto an optimal tangent modulus values the elastic core push up to the free surface in the flat. The simulation is also carried out in Abaqus and result provide evidence for the volume of bulged material in the contact region move up and flow into the free surface of the flat from the contact edge between the ball and flat. The strain energy of the whole model is varied between 20 to 40 percentage of the stipulated time for analysis.

탄성-소성-크리프 상태에서 SE(B) 시편의 천이크리프 C(t)-적분 평가 (Estimation of Transient Creep C(t)-integrals for SE(B) Specimen Under Elastic-Plastic-Creep Conditions)

  • 이한상;제진호;김동준;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권9호
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    • pp.851-857
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    • 2015
  • 본 논문에서는 탄성-소성-2 차 크리프 상태에서 시간의존적 C(t) 적분에 대해 평가하였다. Single- Edge-notched-Bend (SEB) 시편에 대해 유한요소 크리프 해석을 수행하였다. 천이 크리프에 대한 초기 소성의 영향을 연구하기 위해 다양한 초기 하중에 대해 고려하였다. 또한, 소성물성과 크리프 물성의 영향을 보기 위해 소성 경화 지수(m)과 크리프 지수(n)이 같은 경우와 다른 경우를 모두 고려하였다. 본 논문에서는 기존 식의 수정을 통해서 천이 크리프 상태에서의 C(t) 적분의 새로운 예측 식을 제시하였다. 유한요소해석 결과와 비교를 통해서 제시된 수식의 타당성을 검증하였고, 소성 경화 지수(m)과 크리프 지수(n)이 같은 경우에만 적용할 수 있는 기존 예측 식을 보완하여 m 과 n 이 다른 경우에도 천이 크리프 상태에서 C(t) 적분을 예측할 수 있는 식을 제시하였다.

소성가공시 재료유동에 대한 수치해석 및 모델실험 (Analysis of Mateiral Flow in Metal Forming Processes by Using Computer Simulation and Experiment with Model Material)

  • 김헌영;김동원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.285-299
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    • 1993
  • 본 연구에서는 UBET를 이용한 프로그램을 개발하여 소성가공 문제에 적용하였 으며, 형단조 가공에서 형 내부의 재료의 비정상 유동을 해석할 수 있는 알고리듬을 제시하였다. 매 변형단계에서 요소별 가공경화를 고려하여 자동적으로 요소시스템 (element system)을 재구성함으로써, UBET에 의한 소성가공 문제 해석을 효율적으로 할 수 있도록 하였다. 축대칭 형단조 문제에 있어서 리브의 높이대 폭의 비가 1.0, 2.0일때 UBET 및 탄소성 유한요소법에 의하여 형 내부의 재료 층만 과정을 시뮬레이션 하였으며, 단조 하중, 다이 충만도 및 재료의 유동 경향을 분석하여 적절한 유동 모델 과 초기 소재의 형상을 구하였다. 모델 재료를 사용한 형단조 모의실험을 수행하여 재료유동 및 변형 단계별 단조 하중분포 등을 구하였으며, 해석결과와 비교 분석하였 다. 또한 후방압출(backward extrusion) 및 평두형 펀치에 의한 평판압입(flat pu- nch indentation) 문제를 해석하였다. 후방압출시 모서리부의 라운딩(rounding) 효 과가 재료 유동에 미치는 영향을 고려하였으며, 평두형 펀치에 의한 평판압입에서는 상당 소성변형률(equivalent plastic strain)의 분포를 탄소성 유한요소법(elastic plastic finite element method)에 의한 결과와 비교하였다.

탄성-소성-크리프 상태에서 SE(B) 시편의 천이크리프 균열 선단 응력장 평가 (Estimation of Transient Creep Crack-tip Stress Fields for SE(B) specimen under Elastic-Plastic-Creep Conditions)

  • 이한상;제진호;김동준;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권10호
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    • pp.1001-1010
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    • 2015
  • 본 논문에서는 탄성-소성-크리프 상태에서 시간의존적 균열 선단 응력장을 평가하기 위해 Single-Edge-notched-Bend (SEB) 시편을 사용하여 유한요소 크리프 해석을 수행하였다. 천이크리프의 초기소성 영향을 조사하고자 다양한 초기하중을 대해 고려하였으며, 또한 소성물성과 크리프 물성의 영향을 조사하기 위해 소성 경화 지수(m)과 크리프 지수(n)이 같은 경우와 다른 경우를 모두 고려하였다. 결과로서, 기존 식의 수정을 통해서 천이크리프 상태에서의 균열 선단 응력장의 예측 식을 제안하였으며, 유한요소해석 결과와 비교를 통해서 제시된 수식의 타당성을 검증하였다. 그리고 m 과 n 이 같은 경우뿐만 아니라 m과 n이 다른 경우에도 천이크리프 상태에서 균열 선단 응력장을 예측 할 수 있는 식을 제안하였다.

차원해석법에 의한 고온피로 파괴 모델의 기초적 연구 (A Basic Study on Fatigue Fracture Model at Elevated Temperatures by the Dimensional Analysis Method)

  • 서창민;김영호;권오헌
    • 한국해양공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.105-112
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    • 1992
  • The main purpose of this study is to derive a law of fatigue crack growth rate in the region of elastic or elasto-plastic fracture mechanics at elevated temperatures through the application of dimensional analysis. An equation of elasto-plastic fatigue crack growth rate at elevated temperatures appeared a new Arrhenius type equation containing J-integral range and absolute temperature. The elastic or elasto-plastic crack growth rate equation shows a fairly good agreement with the experimental results for Cr-Mo-V rotor steel and Hastelloy-X alloy in the comparatively wide temperature ranges.

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A STUDY ON WELDING RESIDUAL STRESS BY NUMERICAL SIMULATION ON FRICTION STIR WELDING

  • Bang, Han-Sur;Kim, Heung-Ju;Go, Min-Seong;Chang, Woong-Seong;Lee, Chang-Woo
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.505-510
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    • 2002
  • The Friction Stir Welding (FSW) is a new joining method that was developed at The Welding Institute (TWI) in England in 1991. It applied heating by the rotational friction and material plastic flow. It was developed as a new joining method to solve the problems of epochally in the welding of Al alloys. In the study, 6000series of Alloy composed of AI-Mg-Si, one of the Al alloys that are utilized for shipbuilding and construction, is selected as a specimen and the numerical is executed against the welded zone of FSW. The material used in this study had the unique properties of strength and anti-corrosion, but since the welded joint of this material is easily softened by the welding heat, FSW is executed and the numerical analysis is carried out around the joint. To examine the mechanical behaviors and properties, F.E.M analysis is executed and the developed thermal-elastic-plastic [mite analysis are used.

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직접전단시험모델에 의한 뿌리말뚝의 탄소성조인트 유한요소해석 (Elasto-plastic Joint Finite Element Analysis of Root-pile Using the Direct Shear Test Model)

  • 한중근
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.19-30
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    • 2002
  • The stability of slope using root-pile like to the reinforcements is affected by the interaction behavior mechanism of soil-reinforcements. Through the studying on the interaction in joint of its, therefore, the control roles can be find out in installed slope. In study, the stress level ratio based on the insert angle of installed reinforcements in soil used to numerical analysis, which was results from the duty direct shear test in Lab. The maximum shear strain variation on the reinforcements was observed at insert angle, which was approximately similar to the calculated angle based on the equation proposed by the Jewell. The elasto-plastic joint model on the contact area of soil-reinforcements was presumed, the reinforced soil assumed non-linear elastic model and the reinforcements supposed elastic model, respectively. The finite element analysis of assumed models was performed. The shear strain variation of non-reinforced state obtained by the FEM analysis including elasto-plastic joint elements were shown the rationality of general limit equilibrium analysis for the slope failure mode on driving zone and resistance zone, which based on the stress level step according to failure ratio. Through the variation of shear strain for the variation of inserting angle of reinforcements, the different mechanism on the bending and the shear resistance of reinforcements was shown fair possibility.

탄소성 유한요소법에 의한 박판성형 공정의 해석 II - 접촉 조건을 가지는 박판성형 공정의 해석 - (Elastic-Plastic Finite Element Analysis of Sheet Metal Forming Processes(II) - Analysis of Metal Forming Processes with Contact Condition -)

  • 심현보;정완진;양동열
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1129-1137
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    • 1990
  • 본 연구에서 사용된 유한요소 방정식은 국부 질점좌표계(natural convected coordinate system)를 이용하여 변형을 묘사하는 대변형을 고려한 탄소성 증분 수식을 사용하였고, 국부 질점 좌표계를 사용함으로써 변형도 성분이나 구성 방정식의 성분들 에 대한 좌표 변환 과정을 생략할 수 있다. 재료는 수직 이방성으로 가정하였다.

ALFD방법에 의한 연속합성판형교의 강도평가에 대한 연구 (A Study on the Strength Rating of Continuous Composite Plate Girder Bridges by ALFD)

  • 한상철;정경희
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권2호통권39호
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    • pp.213-222
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    • 1999
  • ALFD방법은 연속합성판형교의 과재하중과 최대하중에 대한 강도검토에 있어서 실제적인 거동을 나타낼 수 있는 탄소성해석법이다. 주어진 하중으로 인한 최대 정, 부모멘트단면에서의 항복은 활하중이 통과한 후에 잔류하는 소성회전을 일으킨다. 또한 제조시의 잔류응력으로 인하여 이론적인 항복모멘트 이하에서도 소성변형을 일으킨다. 이러한 국부항복은 다음에 작용되는 과재하중하에서 탄성화되어 정의 자생모멘트를 유발한다. 본 연구에서는 지점과 최대 정모멘트 단면에서의 단위소성회전각으로 인한 자생모멘트를 공액보법과 3연모멘트법에 의하여 구하였고, 9개의 설계경간을 지점단면을 감소시켜가면서 본 연구에서 개발한 전산프로그램에 의하여 연속관계와 모멘트-비탄성회전각 실험곡선과 일치하는 자생모멘트를 구하였다. 또한 한국도로교시방서에 준하여 비조밀단면을 갖는 3경간 연속합성판형교의 평가를 수행하였다.

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유한요소법에 의한 드로오비드 인출특성 연구 (A study on the drawing characteristics of drawbead by F.F.M)

  • 신양호
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.42-47
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    • 1997
  • In this study, the drawing characteristics of circular drawbead are examined with the plane strain elastic-plastic FE Method by varying the process variables such as friction coefficient, drawbead radius, and closing depth. Numerical analysis are carried out by 2-D elastic-plastic F.E.M. The results are compared with the existing experimental results about the drawing force, the die clamping force, and the strain distribution of upper and lower sheet faces

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