• Title/Summary/Keyword: 국부적 비선형 거동

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Analysis of Elasto-Plastic Problems Using the Generalized Finite Element Method with Global-Local Enrichment Functions (전체-국부 확장함수를 지닌 일반유한요소법을 이용한 탄소성해석)

  • Han, So-Jeong;Kim, Hee-Cheul;Lee, Young-Hak;Kim, Dae-Jin
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.773-777
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    • 2011
  • 본 논문에서는 국부적으로 비선형 거동을 보이는 고전적인 $J_2$ 소성흐름 이론에 근거한 탄소성 문제의 해를 효율적으로 구하기 위해 전체-국부 확장함수를 지닌 일반유한요소법을 제안한다. 제안된 기법은 비선형 거동을 보이는 영역을 포함하는 국부 문제의 비선형 해를 구하고 이를 일반유한요소법의 단위 오목 분할의 개념을 통해 전체 문제의 해 공간을 확장하는데 이용한다. 이는 적은 계산량으로 복잡한 탄소성문제의 정확한 해를 얻는 것을 가능하게 하며 기법의 강건성과 정확성을 입증하기 위한 수치해석 예제가 다루어진다.

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Analysis of Bifurcated Superstructure of Nonlinear Ocean System (비선형 해양시스템의 분기된 초구조에 대한 연구)

  • 마호성
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.96-106
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    • 1998
  • 본 연구에서는 복잡한 비선형시스템의 전체적 응답거동의 중요한 (그리고 잠재적으로 유익한) 특성을 상세히 분석하였다. 특히 강성도 및 여기력에 내재된 복잡한 비선형을 소유하는 수중다점계선해양시스템의 분기집합에 내재된 초구조와 혼돈거동의 가능경로에 대하여 해석적 및 수치적으로 분석하였다. 분기는 국부적 안정해석을 통하여 매개변수 영역상에서 확인되었으며, 정상 상태의 분기초구조는 수치해석을 통하여 밝혀졌다. 비선형정도와 해의 차원을 나타내는 공명수를 유도하였으며, 차수공명수를 통해 공명주위의 구조를 밝혔으며 열조화, 울트라조화, 울트라열조화 등과 같은 고도의 비선형 응답의 발생을 예측할 수 있음을 보였다. 결과에서 얻은 초구조는 시스템의 안정성과 이상끌개의 징후를 지배하는 메커니즘임도 밝혔다. 혼돈으로 가는 주기증가의 무한시퀀스에 대한 유연한 변환 외에 돌연한 격발(saddle에 의해 분리된 인접끌개의 충돌)로 인한 혼돈으로의 가능경로도 발견되었으며 이는 수치적으로도 입증되었다.

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Coupled Nonlinear Finite Element-Boundary Element Analysis of Nuclear Waste Storage Structures Considering Infinite Boundaries (비선형 유한요소-경계요소 조합에 의한 핵폐기구조체의 무한영역해석)

  • 김문겸;허택녕
    • Computational Structural Engineering
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    • v.6 no.4
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    • pp.89-98
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    • 1993
  • As the construction of nuclear power plants are increased, nuclear wastes disposal has been faced as a serious problem. If nuclear wastes are to be buried in the underground stratum, thermo-mechanical behavior of stratum must be analyzed, because high temperature distribution has a significant effect on tunnel and surrounding stratum. In this study, in order to analyze the structural behavior of the underground which is subject to concentrated heat sources, a coupling method of nonlinear finite elements and linear boundary elements is proposed. The nonlinear finite elements (NFE) are applied in the vicinity of nuclear depository where thermo-mechanical stress is concentrated. The boundary elements are also used in infinite domain where linear behavior is expected. Using the similar method as for the problem in mechanical field, the coupled nonlinear finite element-boundary element (NFEBE) is developed. It is found that NFEBE method is more efficient than NFE which considers nonlinearity in the whole domain for the nuclear wastes depository that is expected to exhibit local nonlinearity behavior. The effect of coefficients of the rock mass such as Poisson's ratio, elastic modulus, thermal diffusivity and thermal expansion coefficient is investigated through the developed method. As a result, it is revealed that the displacements around tunnel are largely dependent on the thermal expansion coefficients.

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Non-linear Temperature Dependent Deformation Anaysis of CBGA Package Assembly Using Moir′e Interferometry (모아레 간섭계를 이용한 CBGA 패키지의 비선형 열변형 해석)

  • 주진원;한봉태
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.10 no.4
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    • pp.1-8
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    • 2003
  • Thermo-mechanical behavior of a ceramic ball grid array (CBGA) package assembly are characterized by high sensitive moire interferometry. Moir fringe patterns are recorded and analyzed at various temperatures in a temperature cycle. Thermal-history dependent analyses of global and local deformations are presented, and bending deformation (warpage) of the package and shear strain in the rightmost solder ball are discussed. A significant non-linear global behavior is documented due to stress relaxation at high temperature. Analysis of the solder interconnections reveals that inelastic deformation accumulates on only eutectic solder fillet region at high temperatures.

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A Study on the Prediction of Elastoplastic Behavior of Carbon Nanotube/Polymer Composites (계면 결합력과 나노튜브의 응집에 따른 나노튜브/고분자 복합재의 탄소성 거동 예측에 대한 연구)

  • Yang, Seunghwa;Yu, Suyoung;Ryu, Junghyun;Cho, Maenghyo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.26 no.6
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    • pp.423-430
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    • 2013
  • In this research, a paramteric study to account for the effect of interfacial strength and nanotube agglomeration on the elastoplastic behavior of carbon nanotube reinforced polypropylene composites is performed. At first, the elastoplastic behavior of nanocomposites is predicted from molecular dynamics(MD) simulations. By combining the MD simulation results with the nonlinear micromechanics model based on the Mori-Tanaka model, a two-step domain decomposition method is applied to inversely identify the elastoplastic behavior of adsorption interphase zone inside nanocomposites. In nonlinear micromechanics model, the secant moduli method combined with field fluctuation method is used to predict the elastoplastic behavior of nanocomposites. To account for the imperfect material interface between nanotube and matrix polymer, displacement discontinuity condition is applied to the micromechanics model. Using the elastoplastic behavior of the adsorption interphase zone obtained from the present study, stress-strain relation of nanocomposites at various interfacial bonding condition and local nanotube agglomeration is predicted from nonlinear micromechanics model with and without the adsorption interphase zone. As a result, it has been found that local nanotube agglomeration is the most important design factor to maximize reinforcing effect of nanotube in elastic and plastic behavior.

Analytical Model to Predict Punching Shear Strength of Flat Plate Structures (플랫 플레이트의 뚫림전단 성능에 관한 해석적 연구)

  • Kim, Min-Sook;Lee, Young-Hak;Kim, Hee-Cheul
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.211-214
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    • 2010
  • 플랫 플레이트 시스템은 기둥 주위의 국부적인 응력집중 현상으로 인한 뚫림전단 파괴에 대해 취약하다. 따라서 유한요소해석을 통해 이러한 플랫 플레이트 시스템의 뚫림전단 성능을 평가하고자 한다. 슬래브의 전단을 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin 가정을 바탕으로 한 등매개변수 감절점 쉘 요소를 적용하였다. 콘크리트의 재료적 비선형 거동을 고려하기 위해 압축거동은 수정압축장 이론을 적용하였으며 인장강성효과 또한 콘크리트 재료모델에 반영하였다. 기존 실험결과와의 비교를 통해 타당성을 검증하고자 하였다. 비교 결과, 약 16%의 오차율을 보였으며 보강비가 낮은 실험체에 비해 보강비가 높은 실험체가 실험결과에 가까운 값을 예측하는 것으로 나타났다.

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3-D Frame Analysis and Design Using Refined Plastic-Hinge Analysis Accounting for Local Buckling (국부좌굴을 고려하는 개선소성힌지해석을 이용한 3차원 강뼈대 구조물 해석 및 설계)

  • Kim, Seung Eock;Park, Joo Soo
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.14 no.1
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    • pp.13-21
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    • 2002
  • In this paper, 3-D frame design using refined plastic-hinge analysis accounting for local buckling is developed. This analysis accounts for material and geometric nonlinearities of the structural system and its component members. Moreover, the problem associated with conventional refined plastic-hinge analyses, which do not consider the degradation of the flexural strength caused by local buckling, is overcome. Efficient ways of assessing steel frame behavior including gradual yielding associated with residual stresses and flexure, second-order effect, and geometric imperfections are presented. In this study, a model consisting of the width-thickness ratio is used to account for local buckling. The proposed analysis is verified by the comparison of the LRFD results. A case study shows that local buckling is a very crucial element to be considered in second-order plastic-hinge analysis. The proposed analysis is shown to be an efficient, reliable tool ready to be implemented into design practice.

Thin-Walled Beam Model for Structural Analysis of SWATH (SWATH의 구조해석을 위한 Thin-Walled Beam 모델)

  • Sang-Gab Lee;Yoon-Sup Ko
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.30 no.4
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    • pp.136-152
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    • 1993
  • This study is intended to develop an accurate and efficient, analytical thin-walled beam model, and to analyze overall behavior of SWATH ship under repeated overloads. SWATH ship is idealized to a simple thin-walled beam of channel type. An analytical beam model is formulated by the stress component with geometrically(fully) nonlinear thin-walled beam and treated numerically by the Finite Element Method. An efficient cyclic plasticity model is also included, suitable for material nonlinear behavior under complex loading conditions. The local stress distribution can be very exactly represented and the material yielding propagation, easily traced. In addition, the local treatment of the effect of shear deformation improves the representation of deformation and shear stress distribution along the section contour. It is desirable to use the analytical thin-walled beam at initial design stage, and is needed to improve the practical thin-walled beam model advancing the current approach.

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비선형 균열배관 해석 방법을 이용한 배관 안전성 평가

  • 김태순;박치용;김진원;박재학
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.169-174
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    • 2001
  • 원자력발전소 배관계통에 존재하는 균열을 해석하는 방법으로, 이제까지는 균열을 고려하지 않은 상태에서 지진하중을 고려한 탄성 배관해석을 수행하여, 배관에 작용하는 하중을 구한 후, 다음 단계에서 파괴해석 방법으로 균열을 가정한 탄소성 균열해석을 수행하는 2단계의 해석을 통해 균열안정성을 평가해 왔다. 이러한 방법은 전체 배관의 거동과 배관 내에 존재하는 균열의 거동을 서로 독립적인 것으로 고려하고 있으며 재료물성치로는 설계값을 사용하는 등의 보수적인 가정들을 포함하고 있어 배관에 작용하는 하중 또는 응력을 과도하게 계산하는 결과를 초래하고 있다 특히, 지진하중과 같은 반복적인 외부 동적하중이 작용하는 경우, 배관에 국부적인 소성변형이 발생함에도 이를 단지 탄성거동으로 간주하게 되는 것이다. 이러한 몇몇 보수적 가정들을 포함하고 있는 기존의 해석방법은 지나친 보수성을 가질 뿐만 아니라, 균열에 의한 실제 배관의 파단하중과 계산에 의한 파단하중의 비교로서 배관의 안전여유도를 예측하는 방법으로는 적절하지 못하다.(중략)

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Analysis of Wrinkling for Creased Thin Membrane (접힌 자국이 있는 멤브레인의 주름 거동 해석)

  • Woo, Kyeong-Sik
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.9
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    • pp.851-858
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    • 2008
  • In this paper, the wrinkling behavior of vertically creased corner-loaded square membranes was studied using geometrically nonlinear post-buckling analysis. The membranes were modeled using shell elements, and the meshes were seeded with semi-random geometrical imperfection to instigate the buckling deformation. A pristine and creased membranes with various initial deployment angles were considered in the analyses and the results were compared. Results showed that local wrinkles initiated near the corner where the higher load was applied, which grew to form a single diagonal global wrinkle as the load ratio increased. It was also found that the local wrinkle initiation and the global wrinkle formation were significantly dependent on the initial deployment angles.