유한요소해석 의자 해석

목차

1. 서론 1
가. 유한요소법 배경 1
나. 유한요소법의 발전과정 2
다. 유한요소법의 기본개념 3
라. 유한요소법의 장점 5
마. 유한요소법의 행렬방정식 6
바. 요소 7
사. 해석모델과 하중, 경계조건 10
아. 유한요소해석의 종류 13
1) 선형정적해석 (linear static analysis) 13
2) 모달해석 (modal analysis) 14
3) 좌굴해석 (buckling analysis) 14
4) 열전달해석 (heat transfer analysis) 15
5) 비선형해석 (nonlinear analysis) 15
자. 요한요소법 해석 프로세스 16
1) 전처리 작업 (pre-processing) 17
2) 해석수행 (analysis) 17
3) 결과분석 (post-processing) 17
차. 유한요소법의 장, 단점 17
1) 유한요소법의 장점 17
2) 유한요소법의 단점 18
카. 유한요소법의 오차 18
1) 유한요소법에 내재된 오차의 원인 19
2) 사용자에 의한 오차 20
3) 메쉬 형상과 해석결과의 상관관계 21
타. 유한요소 소프트웨어 24
1) 상용 유한요소 소프트웨어 24
2) Hyper Works 30
3) Solidworks simulation 36

2. 본론 38
가. 해석 주제 선정 38
나. 주제선정 배경 39
다. 주제의 해석주안점 및 목표 40
라. 모델링 과정 42
1) 프레임 모델링 43
2) 시트 모델링 47
3) 등받이 모델링 52
4) 바퀴 및 축 지지부 모델링 57
5) 어셈블리 60
6) 렌더링 61
7) 해석을 위한 모델링 단순화 63
8) 해석을 위한 인체모형추가 65
마. Hypermesh(전처리)과정 67
1) 단위계 68
2) 물성치 69
3) 모델링 Import 73
4) Geometry Cleanup 74
5) Mesh 작성 및 품질확인 77
6) 구속조건, 하중조건 부가 84
7) 물성치, 해석조건 부가 88
8) Contact 조건 89
바. hyperview(후처리)과정 90
사. Solidworks Simulation 97
아. 실제 실험 100
1) 실험 개요 100
2) 실험 도구 100
3) 실험장치 구성 102
4) 실험 과정 104
5) 실험 결과 106
6) 응력집중부위 비교 108

3. 결론 및 고찰 109
가. 유한요소법과 실생활의 적용 109
나. 주제와 해석목표 110
다. 주제의 해석 과정과 난이도 111
라. 유한요소 결과의 비교 112
마. 해석 과정의 에러 113
바. 새로운 방식의 설계 필요성 114
사. 고찰 115
1) xxx 115
2) xxx 118
3) xxx 121
4) xxx 124
5) xxx 126

4. 부록 127
가. 조원 소개 127
나. 회의록 및 작업일지 129
다. 진행일정(Gantt Chart) 144
라. 참고문헌 145
1) 참고논문 145
2) 참고 인터넷 웹 페이지 145
3) 참고 PDF파일 145

본문내용

1. 서론
가. 유한요소법 배경
모든 자연현상에 대한 거동을 분석하는 방법에는 크게 다음의 세 가지로 구분할 수 있고, 각각을 내용별로 살펴보면 다음과 같다.

→ 실험 분석: 자연현상에 대한 실험모델을 수립하여 관심 특성을 측정한다.

→ 이론해석: 자연현상을 설명할 수 있는 수학적인 표현을 유도하고, 유도된 수식을 이론적으로 풀어서 해를 구한다.

→ 수치해석: 실험과 이론적 해석의 한계성을 극복할 수 있으며, 이 방법에서는 거동에 대한 근사해를 구한다

- 유한요소법(Finite Element Method)
- 경계요소법(Boundary Element Method)
- 유한차분법(Finite Difference Method)

<중 략>

2. 본론
가. 해석 주제 선정
주제선정과정에서 다양한 의견이 나왔다. 최초에는 공학적인 문제로 접근하여 베어링 등을 해석하자는 의견이 있었으나, 주위에서 흔히 볼 수 있는 물체로 주제를 선정하자고 결정하여 최종적으로 기숙사용 의자로 결정하였다.

기숙사용 의자는 여러 종류가 있지만 우리가 선정한 기숙사용 의자는 xxx학우가 3번의 파손경험이 있는 의자이다. 현재 기숙사뿐만 아니라 강의실과 랩에도 비치되어 있다.

Fig. 2-1 기숙사용 의자

나. 주제선정 배경
일상생활에서 여러 가지 물체들이 파손되는데 우리가 매일 사용하는 물체 중 하나가 바로 의자이다. 의자의 파손 사례는 우리 주변에서 흔하게 볼 수 있다. 일반적인 경우 의자의 파손이 일어나지 않지만 덩치가 큰 경우 의자가 쉽게 파손되는데 일상생활에서 다음과 같이 의자가 파손될 수 있다.

Fig. 2-2 의자 파손 사례
의자에서 주로 파손되는 부위는 등받이 부분으로 일반적으로 등받이 부위는 플라스틱 재질로 되어 있다. 이번 연구에서 플라스틱으로 된 기숙사용 의자의 파손 가능성을 알아보고 실제로 파손된 경험이 있는 학우의 의견을 수렴하여 기숙사용 의자의 응력 집중부위를 알아보고 또한 파손된다면 어떻게 개선을 할지 알아본다.

참고 자료

전태룡. “자동차용 엔지니어링 플라스틱의 내구해석용 피로물성 도출에 관한 연구”. 『KSAE』. 2009. p2628
http://admin.midasuser.com/UploadFiles2/171/%EC%9C%A0%ED%95%9C%EC%9A%94%EC%86%8C%EB%B2%95%EC%9D%98%20%EA%B8%B0%EB%B3%B8%EA%B0%9C%EB%85%90.pdf
온라인교육지원 이론 및 실습 PDF파일