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FEMTools

응용사례 (Solution & Applications)

3-5. 재료식별 (Material Identification)상위메뉴 >

FEMTools에서 구현되고 있는 유한요소 모델 업데이트 방법은 등방성, 직교성 및 이방성 재료의 탄성특성을 확인하는데 사용되고 있다. 만약 재료 특성 또는 밤 단면 특성이 전체 업데이트 매개변수로 선택되고 시험 시편(측정에 의하여 구할 수 있음)의 진동모드는 기준 응답으로 사용되어진다면, 업데이트 절차는 예측된 동적 거동이 관찰된 일치할 때까지 시작값을 반복적으로 조정하게 된다.

응용사례 (Application Cases)
레이어 물질 (Layered Materials)의 식별 이 방법은 비파괴 재료시험 방법으로 복합재료나 라미네이트 재료에 특히 유용하다. 이 방법은 온도(또는 다른 조건)의 함수로서 특성을 얻기 위하여 온도제어 환경에서 사용하기 쉽게 적용할 수 있다. 다음의 논문은 이 법을 이용한 논문으로 레이어 재료의 식별과 관련된 논문이다. Tom Lauwagie, Vibration-Based Methods for the Identification of the Elastic Properties of Layered Materials, Doctoral thesis, University of Leuven, October 2005. (다운로드 PDF ) T. Lauwagie, H. Sol, W. Heylen, Handling Uncertainties in Mixed Numerical-Experimental Techniques for Vibration Based Material Identification. Journal of Sound and Vibration, Volume 291, Issues 3-5, 4 April 2006, Pages 723-739. Lauwagie T., Heylen W., Sol H., Van der Biest O., Roebben G., The Uncertainty Budget of Mixed-Numerical-Experimental-Techniques for the Identification of Elastic Material Properties from Resonant Frequencies. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2004 (ISMA), pp. 1313-1324. (다운로드 PDF ) Lauwagie T., Heylen W., Sol H., Van der Biest O., Validation of a Vibration Based Identification Procedure for Layered Materials. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2004 (ISMA), pp. 1325-1336. (다운로드 PDF ) T. Lauwagie, H. Sol, W. Heylen, G. Roebben, Determination of the In-Plane Elastic Properties of the Different Layers of Laminated Plates by Means of Vibration Testing and Model Updating. Journal of Sound and Vibration, Volume 274, Issues 3-5, 22 July 2004, Pages 529-546. T. Lauwagie, H. Sol, G. Roebben, W. Heylen, Y. Shi, O. Van der Biest, Mixed Numerical-Experimental Identification of Elastic Properties of Orthotropic Metal Plates. NDT & E International, Volume 36, Issue 7, October 2003, Pages 487-495 (다운로드 PDF ) Lauwagie T., Sol H., Roebben G., Heylen W., Shi Y., Validation of the Resonalyser Method: An Inverse Method for Material Identification. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2002 (ISMA), pp. 687-694. (다운로드 PDF )
보 단면 특성 식별 (Identification of Beam Section Properties) 식별 과정은 보의 단면특성에 적용할 수 있다. 예를 들면 임의의 단면을 가지는 인발 된 보이다. 이와 관련된 논문들은 다음과 같다. Erik Euler, Identification of the Material Properties of Slender Composite Structures, MSc thesis, University of Brussels, 2004. (다운로드 PDF ) E. Euler, H. Sol, E. Dascotte, Identification of Material Properties of Composite Beams: Inverse Method Approach, Presented at the 2006 SEM Annual Conference & Exposition on Experimental and Applied Mechanics, June 4-7, 2006, St. Louis, MO, USA. (다운로드 PDF )
Ogden 재료특성의 확인 (Identification of Ogden Material Properties) Ogden 재료 모델은 유한요소 프로그램에서 비선형 탄성체의 거동을 시뮬레이션 하기 위하여 자주 사용된다. Ogden 모델의 재료 매개변수 값은 재료에 따라 크게 다르며 유한요소 시뮬레이션에서 Ogden 모델을 사용할 때의 주요과제는 Ogden 재료 매개변수의 값에 대한 신뢰할 수 있는 추정치를 찾는 것이다. 부관된 변위와 결과적인 반력 사이의 관계는 혼합된 수치-시험적 접근법을 사용하여 이들 물질 매개변수를 식별하는데 사용할 수 다. 이 접근법에서 목표는 시뮬레이션 반력 곡선에 맞추는 것이고 계산에서 가장 효율적인 방법은 그래디언티 기반의 최적화 전력을 사용하는 것이다. 이러한 식별 루틴은 프로세서 식별 부분에 FEMTools 스크립트 언어를 사용하고 최적화 루틴에 FEMTools Optimization을 사용하여 구현되었으며 MSC. Marc를 사용하여 반응력 곡선을 계산하였다. 더 자세한 정보는 아래의 응용부분에서 인할 수 있다. Identification of Ogden Material Parameters using FEMtools, October 2008. (다운로드 PDF )
재료 식별과 관련된 추가 참고 문헌 W.-C. Wang, K.-H. Lai, Hybrid Determination of Equivalent Characteristics of Perforated Plates. Experimental Mechanics, Vol. 43, No. 2, 163-172 (2003) Lauwagie T., Sol H., Dascotte E., Damage Identification in Beams using Inverse Methods. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2002 (ISMA), pp. 715-722. (다운로드 PDF ) Sol H., Lauwagie T., Guillaume P., Identification of Distributed Material Properties using Measured Modal Data, Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2002 (ISMA), pp. 695-704. (다운로드 PDF ) H. Hua, H. Sol, Finite Element Model Updating of a Short Fiber Reinforced Composite Material Structure. International Conference on Structural Dynamics Modeling, NAFEMS/DTA, July 1993, Cranfield, UK.

응용사례 (Application Cases)

레이어 물질 (Layered Materials)의 식별

이 방법은 비파괴 재료시험 방법으로 복합재료나 라미네이트 재료에 특히 유용하다. 이 방법은 온도(또는 다른 조건)의 함수로서 특성을 얻기 위하여 온도제어 환경에서 사용하기 쉽게 적용할 수 있다. 다음의 논문은 이 법을 이용한 논문으로 레이어 재료의 식별과 관련된 논문이다.

Tom Lauwagie, Vibration-Based Methods for the Identification of the Elastic Properties of Layered Materials, Doctoral thesis, University of Leuven, October 2005. (다운로드 PDF )
T. Lauwagie, H. Sol, W. Heylen, Handling Uncertainties in Mixed Numerical-Experimental Techniques for Vibration Based Material Identification. Journal of Sound and Vibration, Volume 291, Issues 3-5, 4 April 2006, Pages 723-739.
Lauwagie T., Heylen W., Sol H., Van der Biest O., Roebben G., The Uncertainty Budget of Mixed-Numerical-Experimental-Techniques for the Identification of Elastic Material Properties from Resonant Frequencies. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2004 (ISMA), pp. 1313-1324. (다운로드 PDF )
Lauwagie T., Heylen W., Sol H., Van der Biest O., Validation of a Vibration Based Identification Procedure for Layered Materials. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2004 (ISMA), pp. 1325-1336. (다운로드 PDF )
T. Lauwagie, H. Sol, W. Heylen, G. Roebben, Determination of the In-Plane Elastic Properties of the Different Layers of Laminated Plates by Means of Vibration Testing and Model Updating. Journal of Sound and Vibration, Volume 274, Issues 3-5, 22 July 2004, Pages 529-546.
T. Lauwagie, H. Sol, G. Roebben, W. Heylen, Y. Shi, O. Van der Biest, Mixed Numerical-Experimental Identification of Elastic Properties of Orthotropic Metal Plates. NDT & E International, Volume 36, Issue 7, October 2003, Pages 487-495
(다운로드 PDF )
Lauwagie T., Sol H., Roebben G., Heylen W., Shi Y., Validation of the Resonalyser Method: An Inverse Method for Material Identification. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2002 (ISMA), pp. 687-694.
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보 단면 특성 식별 (Identification of Beam Section Properties)

식별 과정은 보의 단면특성에 적용할 수 있다. 예를 들면 임의의 단면을 가지는 인발 된 보이다. 이와 관련된 논문들은 다음과 같다.

Erik Euler, Identification of the Material Properties of Slender Composite Structures, MSc thesis, University of Brussels, 2004.
(다운로드 PDF )
E. Euler, H. Sol, E. Dascotte, Identification of Material Properties of Composite Beams: Inverse Method Approach, Presented at the 2006 SEM Annual Conference & Exposition on Experimental and Applied Mechanics, June 4-7, 2006, St. Louis, MO, USA.
(다운로드 PDF )

Ogden 재료특성의 확인 (Identification of Ogden Material Properties)

Ogden 재료 모델은 유한요소 프로그램에서 비선형 탄성체의 거동을 시뮬레이션 하기 위하여 자주 사용된다. Ogden 모델의 재료 매개변수 값은 재료에 따라 크게 다르며 유한요소 시뮬레이션에서 Ogden 모델을 사용할 때의 주요과제는 Ogden 재료 매개변수의 값에 대한 신뢰할 수 있는 추정치를 찾는 것이다. 부관된 변위와 결과적인 반력 사이의 관계는 혼합된 수치-시험적 접근법을 사용하여 이들 물질 매개변수를 식별하는데 사용할 수 다. 이 접근법에서 목표는 시뮬레이션 반력 곡선에 맞추는 것이고 계산에서 가장 효율적인 방법은 그래디언티 기반의 최적화 전력을 사용하는 것이다.

이러한 식별 루틴은 프로세서 식별 부분에 FEMTools 스크립트 언어를 사용하고 최적화 루틴에 FEMTools Optimization을 사용하여 구현되었으며 MSC. Marc를 사용하여 반응력 곡선을 계산하였다. 더 자세한 정보는 아래의 응용부분에서 인할 수 있다.

Identification of Ogden Material Parameters using FEMtools, October 2008.
(다운로드 PDF )

재료 식별과 관련된 추가 참고 문헌

W.-C. Wang, K.-H. Lai, Hybrid Determination of Equivalent Characteristics of Perforated Plates. Experimental Mechanics, Vol. 43, No. 2, 163-172 (2003)
Lauwagie T., Sol H., Dascotte E., Damage Identification in Beams using Inverse Methods. Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2002 (ISMA), pp. 715-722.
(다운로드 PDF )
Sol H., Lauwagie T., Guillaume P., Identification of Distributed Material Properties using Measured Modal Data, Proceedings of the International Seminar on Modal Analysis 2002 (ISMA), pp. 695-704.
(다운로드 PDF )
H. Hua, H. Sol, Finite Element Model Updating of a Short Fiber Reinforced Composite Material Structure. International Conference on Structural Dynamics Modeling, NAFEMS/DTA, July 1993, Cranfield, UK.