복합체에 대한 연속체 방정식 및 유한요소 프로그램의 개발

Development of Continuum Equations and Finite Element Method Program for Composite Systems

본 연구는 복합체의 단부영향을 고려한 등각균등질, 이방성의 모델개발과 이에따른 유한요소해석 프로그램 개발에 중점을 두었다. 복합체는 2차원의 수평층을 가지며 선형, 탄성, 작은변형에 제한을 두었다. 본 연구에서 개발된 등가 균등질의 이론은 복합체의 전반적인 거동을 포함시킴은 물론 층과 수직인 경계면과 그 부근에 형성되는 단부의 영향과 층의 경계면에 생기는 응력집중 현상을 나타낼 수 있게 하였다. 이론개발에 있어 1차변수는 $C_0$연속의 유한요소 근사치를 가지도록 하였으며 이를위해 최고 1차의 미분치가 변형에너지에 나타나도록 변수를 택하였다. 결과적으로 유한요소해석은 매우 간단하고 경제적이었으며 이들의 정당성과 정확도를 입증하기위하여 여러하중 조건하의 복합체를 풀이하였다.

An "equivalent homogeneous, orthotropic" model that includes edge effects and an accompanying finite element analysis is presented for elastomeric bearings. The model is developed for two-dimensional configurations with horizontal layers, and for linear, elastic, small deformation conditions. The equivalent homogeneous theory, in addition to capturing the overall response characteristics of the layered elastomeric bearing system, approximately models the important edge effects, which occur at and near boundaries that cut the layers, and the stress concentrations at layer interfaces. The primary dependent variables for the theory have been selected such that the highest derivatives appearing in the strain energy function are first-order, thus requiring only $C_0$ continuity of the finite element approximations. As a result, the finite element analysis is simple and computationally efficient. Numerical examples are presented to verify the theory and to illustrate potential applications of the analysis.