Structural Analysis of Thin-walled Beams by Using a Mixed Finite Element Method

혼합형 유한요소법에 의한 박판보의 구조해석

A mixed type finite element method is applied to the nonuniform shear warping beam theory which is very useful for the structural analysis of thin-walled sectional beams considering the shear deformation. As known generally, it is shown that the mixed type finite element method, compared with the displacement type one, can give more balanced accuracy of results in calculating the stresses and displacements of the structure. In this paper, one typical example, the flexural-torsional problem of a discontinuously variable sectional beam under coupled end torsional moments, is selected and analyzed to validate the usefulness of the developed beam element.

본 논문에서는 박판보 구조물의 전단변형 효과를 보다 정확히 해석할 수 있는 모델인 불균일전단 뒤틀림 보이론에 대하여 혼합형 유한요소 해석법을 적용하였다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이 혼합형 유한요소는 구조물의 변위 및 용력을 해석함에 있어서 변위형 유한요소에 비해서는 정도면에서 보다 균형 잡힌 해석 결과를 제공하는 특성이 있음을 밝힌다. 계산예로서, 단면의 형상이 불연속적으로 변화하는 변단면 박판보에 양단 비틀림 모멘트가 작용하는 전형적인 보의 굽힘-비틀림 연성 거동 문제에 대하여 개발된 유한요소 해석모델을 적용함으로써 그 유용성을 확인하였다.