Development of Composite Theory and Computer Program for 3-D Layered System

3차원 층구조체의 복합해석 및 컴퓨터 프로그램의 개발

An equivalent homogeneous 3-D linear composite analysis and accomponying finite element program is presented for elastomeric bearings. This study is limited to the 3-D layered system with linear, elastic, isoparametric small deformation. And we used method of multiscale to model the 3-dimensional configurations and overall response of the layered elastomeric bearings with global and local coordinates. The primary dependent variables for the theory have been selected that require only $C_o$ continuity of the finite element analysis. As a result, it is very simple and computationally economical. The presented theory can also be applied easily to the analysis of nonlinear behavior of layered systems. And those of past are not applicable to nonlinear analysis, because it uses superposition theory. Numerical examples are presented to verify the theory and to illustrate potential applications of the analysis.

본 연구는 3차원 층구조체의 복합이론 및 유한요소해석 프로그램의 개발에 목적이 있다. 3차원 층구조체는 선형, 탄성, 등방성의 작은 변위에 제한을 두었으며, 변위를 나타내기 위하여 global 좌표축외에 local 좌표축을 사용하는 multiscale 의 방법을 이용하였다. 유한요소법의 적용시 요구되는 주종속 변수들은 $C_o$ 연속성을 만족하도록 택하여 해석하였으며 그결과 해석이 아주 간편하였으며 계산과정이 매우 경제적이었다. 지금까지 개발되어온 대개의 복합이론은 중첩의 원리를 사용하여 비선형 해석에는 쉽게 적용될 수 없었으나 본 연구에서 개발한 복합이론은 비선형해석에 용이하게 적용할 수 있다. 본 연구에서 개발된 복합이론의 정당성과 사용성을 입증하기 위하여 2차원 및 3차원의 탄성받침을 해석하여 이산화해석의 결과치와 비교, 검토하였다.