Plate Bending Finite Element Model Using Higher-order Inplane Displacement Profile

면방향(面方向) 고차변위(高次變位)를 고려(考慮)한 평판(平板) 유한요소(有限要素)모델

An efficient plate bending finite element has been developed using higher-order inplane displacement profiles of the plate. The 6-noded, 21-d.o.f. triangular element including shear deformation effect has been derived from the plate-like continuum by the Galerkin's weighted residual method. Square plate examples were tested with selected element meshes and several aspect ratios for their static behavior under uniformly distributed load. The result of the example tests indicated consistently good performance of the present higher-order plate bending element in comparison with the thin and thick plate solution and other existing finite element solutions.

본(本) 연구(硏究)에서는 면내(面內) 고차(高次) 수평변위(水平變位)를 고려(考慮)한 6절점(節點) 21자유도(自由度)를 갖는 판(板) 유한요소(有限要素)를 Galerkin 가중잔차법(加重殘差法)으로 3차원(次元) 연속체(連續體)로부터 유도(誘導)하고 있다. 요소(要素)의 강성행렬(剛性行列)과 질량행렬(質量行列)은 판의(板) 운동방정식(運動方程式)을 이산화(離散化)(discretization)하여 ($3{\times}3$) Gauss 적분점(積分點)을 이용(利用)한 감차(減次) 적분(積分)을 수행(遂行)하여 구하였다. 본(本) 고차(高次) 판(板) 유한요소(有限要素)의 정확도(正確度)와 효율성(効率性)을 고찰(考察)하기 위하여 여러가지 경계조건(境界條件)을 갖는 정사각형(正四角形) 판(板)의 처짐해석(解析)을 수행(遂行)한 결과(結果), 판(板)의 두께에 관계없이 월등(越等)한 정확도(正確度)를 나타내었다.