• 제목/요약/키워드: thermo-mechanical coupling analysis

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4WD용 비스코스 커플링 정상상태 특성 해석 (Analysis of 4WD Viscous Coupling Characteristics at Steady State)

  • 이정석;김경하;김현진;김현수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.21-31
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    • 1998
  • In this paper, a thermo-mechanical model for viscous coupling(VC) was suggested and torque equation in viscous mode was derived considering the effects of geometry of the plates, thermo-mechanical dynamics, silicon oil characteristics and dissolved air characteristics in the silicon oil. Theoretical results were in good accordance with experimental results demonstrating that VC thermo-mechanical model and the theoretical equations, response of the torque transmitted, pressure, temperature and time to the hump were investigated. Simulation results showed that filling rate of the silicon oil plays an integral role not only in the steady state torque characteristics but also in determining the time to hump.

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3차원 열-기계 커플링 모델에 의한 벤틸레이티드 디스크-패드 브레이크의 온도 분포와 접촉 압력에 관한 연구 (A Study on Temperature Field and Contact Pressure in Ventilated Disc-Pad Brake by 3D Thermo-mechanical Coupling Model)

  • 황평;서희창;우쉔
    • Tribology and Lubricants
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    • 제25권6호
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    • pp.421-426
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    • 2009
  • The brake system is important part of automobile safety system. The disc brake system is divided two parts: the rotating axisymmetrical disc and the stationary pads. During braking, the kinetic energy and potential energy of moving vehicle were converted into the thermal energy through frictional heat between the brake disc and the pads. The frictional heat, which is generated on the interface of the disc and pads, can cause high temperature during the braking process. The object of present work is to determine temperature and thermal stress, to compare to simulation results and experimental results in the disc by partial 3D model of ventilated disc brake with appropriate boundary conditions. In the simulation process, the mechanical loads were applied to the thermo-mechanical coupling analysis in order to simulate the process of heat produced by friction.

Biot의 압밀 이론에 근거한 연속체 암반의 열-수리-역학 상호작용의 수치적 연구 (A Numerical Study on Thermo-hydro-mechanical Coupling in Continuum Rock Mass Based on the Biot′s Consolidation Theory)

  • 이희석;양주호
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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    • pp.105-115
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    • 2000
  • 방사성 폐기물지하처분이나 열수 및 축열 에너지저장, 지열에너지 개발 등과 같은 대규모 지하공간 프로젝트들이 대두됨에 따라 역학, 수리 및 열적 거동을 동시에 고려한 연구가 필요하게 되었다. 열-수리-역학 상호작용 해석은 열로 교란되고 지하수로 포화된 암반내의 거동을 열 수리, 역학 3가지 지배방정식의 결합을 통해 구현하는 상당히 복잡한 수치 해석 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 기존의 Biot의 압밀이론에 기초한 수식화들을 이용하여 연속체 암반의 열-수리-역학적 상호작용을 모사할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위해 등온과 비등온 조건하의 일차원 압밀모델에 대한 해석을 실시하여 해석해와 비교하였다. 이타원 압밀에 대한 변수해석을 통하여 포아송비나 수리적 이방성과 같은 인자들이 매체 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 앞으로 본 프로그램에 개별체 절리 모델을 통합시켜 보다 일반적인 불연속 암반의 상호작용 거동 해석에 이용할 수 있을 것이다.

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Biot의 압밀 이론에 근거한 연속체 암반의 열-수리-역학 상호작용의 수치적 연구 (A Numerical Study on Thermo-hydro-mechanical Coupling in Continuum Rock Mass Based on the Biot's Consolidation Theory)

  • 이희석;양주호
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.355-365
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    • 2000
  • 방사성 폐기물지하처분이나 열수 및 축열 에너지저장, 지열에너지 개발 둥과 같은 대규모 지하공간 프로젝트들이 대두됨에 따라 역학, 수리 및 열적 거동을 동시에 고려한 연구가 필요하게 되었다. 열-수리-역학 상호작용 해석은 열로 교란되고 지하수로 포화된 암반내의 거동을 열, 수리, 역학 3 가지 지배방정식의 결합을 통해 구현하는 상당히 복잡한 수치 해석 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 기존의 Biot의 압밀이론에 기초한 수식화들을 이용하여 연속체 암반의 열-수리-역학적 상호작용을 모사할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위해 등온과 비등온 조건하의 일차원 압밀모델에 대한 해석을 실시하여 해석해와 비교하였다. 이차원 압밀에 대한 변수해석을 통하여 포아송비나 수리적 이방성과 같은 인자들이 매체 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 앞으로 본 프로그램에 개별체 절리 모델을 통합시켜 보다 일반적인 불연속 암반의 상호작용 거동 해석에 이용할 수 있을 것이다.

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암석의 온도의존성을 고려한 열-수리-역학적 상호작용의 수치해석적 연구 (Numerical Study on Thermo-Hydro-Mechanical Coupling in Rock with Variable Properties by Temperature)

  • 안형준;이희근
    • 터널과지하공간
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    • 제7권1호
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    • pp.13-19
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    • 1997
  • It is necessary to study on thermo-hydro-mechanical effect at rock mass performing project such as radiowaste disposal in deep rock mass. In this study, thermo-hydro-mechanical coupling analysis which is considered interaction and the variation of rock properties induced by temperature increase was performed for the circular shaft when appling temperature of 20$0^{\circ}C$ at the shaft wall. The shaft is diameter of 2 m and under hydrostatic stress of 5 MPa. In the cases, thermal expansion by temperature increase progress from the wall to outward and thermal expansion could induce tensile stress over the tensile strength of rock mass at the wall. When rock properties were given as a function of temperature, thermal expansion increased, tensile stress zone expanded. Lately, water flow is activated by increase of permeability and decrease of viscosity.

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커빅 커플링을 적용한 밀-턴 스핀들의 열-구조 안정성 평가에 관한 해석적 연구 (An Analytical Study on the Thermal-Structure Stability Evaluation of Mill-Turn Spindle with Curvic Coupling)

  • 이춘만;정호인
    • 한국기계가공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.100-107
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    • 2020
  • As demand for high value-added products with hard materials increases, the line center is used for producing high value-added products in many industries such as aerospace, automobile fields. The line center is a key device for smart factory automation that can improve the production efficiency and the productivity. Therefore, the development of a mill-turn line center is necessary to produce high value-added products with complex shapes flexibly. In the mill-turn process, a milling process and a turning process are combined. In particular, the turning process needs to increase the rigidity of the spindle. The purpose of this study is to analyze the thermal-structural stability through thermo-structural coupled analysis for a mill-turn spindle with a curvic coupling. The maximum temperature and thermal stability of the spindle were analyzed by thermal distribution. In addition, the thermal deformation and thermal-structural stability of the spindle were analyzed through thermo-structural coupled analysis.

공구끝단반경이 고려된 2차원 금속절삭에 대한 열-점소성 유한요소해석 (Thermo-viscoplastic finite element analysis of orthogonal metal cutting considered tool edge radius)

  • 김국원;이우영;신효철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권1호
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    • pp.1-15
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    • 1998
  • In this paper, thermo-viscoplastic finite element analysis of the effect of tool edge radius on cutting process are performed. The thermo-viscoplastic cutting model is capable of dealing with free chip geometry and chip-tool contact length. The coupling with thermal effects is also considered. Orthogonal cutting experiments are performed for 0.2% carbon steel with tools having 3 different edge radii and the tool forces are measured. The experimental results are discussed in comparison with the results of the FEM analysis. From the study, we confirm that this cutting model can well be applied to the cutting process considered the tool edge radius and that a major causes of the "size effect" is the tool edge radius. With numerical analysis, the effects of the tool edge radius on the stress distributions in workpiece, the temperature distributions in workpiece and tool, and the chip shape are investigated.estigated.

형상기억합금을 이용한 지능형 고분자 복합재료의 설계 (Design of an Intelligent Polymer-Matrix-Composite Using Shape Memory Alloy)

  • 정태헌
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권10호
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    • pp.1609-1618
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    • 1997
  • Thermo-mechanical behaviors of polymer matrix composite(PMC) with continuous TiNi fiber are studied using theoretical analysis with 1-D analytical model and numerical analysis with 2-D multi-fiber finite element(FE) model. It is found that both compressive stress in matrix and tensile stress in TiNi fiber are the source of strengthening mechanisms and thermo-mechanical coupling. Thermal expansion of continuous TiNi fiber reinforced PMC has been compared with various mechanical behaviors as a function of fiber volume fraction, degree of pre-strain and modulus ratio between TiNi fiber and polymer matrix. Based on the concept of so-called shape memory composite(SMC) with a permanent shape memory effect, the critical modulus ratio is determined to obtain a smart composite with no or minimum thermal deformation. The critical modulus ratio should be a major factor for design and manufacturing of SMC.

LAM 가공조건에 따른 열-구조 연성해석 (A Study on the Thermo-Mechanical Coupling Analysis to Working Condition of LAM)

  • 박정호;박성호;김귀남
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권6_3호
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    • pp.1127-1133
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    • 2022
  • Recently, the use of aircraft structures using Ti alloy (Ti-6Al-4V), a lightweight high-strength alloy material, is rapidly increasing due to the weight reduction of aircraft. However, high-strength materials such as Ti alloys require high energy for cutting and are classified as difficult-to-cut materials. Also, research on Laser Assisted Machining (hereinafter referred to as LAM), a cutting processing technology that utilizes improved machinability, is being actively researched. Therefore, in this paper, in order to confirm the proper temperature distribution using a laser, the finite element method is used to determine the temperature distribution according to the calorific value condition to derive the appropriate condition, and the thermal load generated at this time is used as a structural analysis. It is intended to be used as basic data for LAM processing conditions by measuring the amount of residual stress and thermal deformation caused by heat.

방사성 폐기물 저장을 위한 불연속 암반의 특성 및 고온하에서의 암반의 수리열역학적 상호작용에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Jointed Rock Masses and Thermo-hydro-mechanical Behavior of Rock Mass under High Temperature)

  • 이희근;김영근;이희석
    • 터널과지하공간
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    • 제8권3호
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    • pp.184-193
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    • 1998
  • 방사성 폐기물의 안전한 처분을 위해서는 암반의 역학적, 열적, 유체 거동 뿐 아니라 암반과 물 사이의 물리 화학적 상호작용을 이해할 필요가 있다. 또한 지질구조, 지하현지응력, 습곡, 열수작용, 마그마의 관입, 판구조 등과 같은 많은 조건을 모델링하고 예측하기 위해서는 암석의 역학적, 수리적 특성을 알아야 한다. 이 연구는 심부 암반에 폐기물 처분과 관련된 암석역학적인 사항들에 대해 연구들에 기초하고 있다. 이 논문은 변하는 온도 상태에서 암반의 역학적 수리적 거동, 암반의 열-수리-역학적 상호작용 해석과 불연속 암석의 거동 특성 등을 포함한다. 역학적 특성은 Interaken 암석역학 시험 시스템으로 측정되었으며, 수리적 특성에는 순간 증압 투수계수 측정 시스템이 사용되었다. 모든 결과에서 암석 특성은 온도 변화에 민감함을 보였다.

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