A Study on the Dynamic Post-Buckling Behavior of the Plane Frame Structures Subjected to Circulatory Forces

Circulatory Force를 받는 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 동적(動的) 후좌굴(後座屈) 거동(擧動)에 관한 연구(硏究)

A geometrically nonlinear analysis procedure for plane frame structures in order to study the static and dynamic post-buckling behavior of these structures subjected to circulatory forces is presented. The elastic and geometric stiffness matrices, the mass matrix and load correction stiffness matrix are derived from the extended virtual work principle, where the tangent stiffness matrix becomes non-symmetric due to the effects of non-conservative circulatory forces. The dynamic analysis of plane frame structures subjected to circulatory forces in pre- and post-buckling ranges is carried out by integrating the equations of motion directly by the numerically stable Newmark method. Numerical results are presented in order to demonstrate the vality and accuracy of the proposed procedure.

본(本) 논문(論文)은 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 동적(動的) 후좌굴(後座屈) 거동(擧動)을 파악(把握)하기 위하여 기하적(幾何的)인 비선형(非線型) 유한요소법(有限要素法)을 제시(提示)한다. 이를 위하여 3차원(次元) 연속체(連續體)에 대한 가상(假想)일의 원리(原理)에 배루누이-오일러 가정을 도입하므로서, 평면(平面)뼈대에 대한 탄성강도(彈性剛度)매트릭스, 기하적(幾何的)인 강도(剛度)매트릭스 그리고 질량(質量)매트릭스들을 유도한다. circulatory force를 받는 경우에는 circulatory discrete joint load와 circulatory distributed load에 대한 load correction stiffness matrix를 유도하므로써 이러한 하중을 받는 구조물(構造物)의 접선강도(接線剛度)매트릭스는 비대칭 행렬임을 보인다. 유도된 비선형(非線型) 운동방정식(運動方程式)의 해(解)는 Newton-Raphson 방법(方法) 및 Newmark 방법(方法)을 사용(便用)하여 구한다.