• Title/Summary/Keyword: 기하학적 해석

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Inelastic Nonlinear Analysis of Plane Truss Structures Using Arc-Length Method (호장법을 이용한 평면 트러스 구조의 비탄성 비선형 해석)

  • Kim, Kwang-Joong;Baek, Ki-Youl;Lee, Jae-Hong
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.8 no.1
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    • pp.41-48
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    • 2008
  • Spatial structure is an appropriate shape that resists external force only with in-plane forte by reducing the influence of bending moment, and it maximizes the effectiveness of structure system. the spatial structure should be analyzed by nonlinear analysis regardless static and dynamic analysis because it accompanys large deflection for member. To analyze the spatial structure geometrical and material nonlinearity should be considered in the analysis. In this paper, a geometrically nonlinear finite element model for plane truss structures is developed, and material nonlinearity is also included in the analysis. Arc-length method is used to solve the nonlinear finite element model. It is found that the present analysis predicts accurate nonlinear behavior of plane truss.

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Stability and Post-buckling Analysis of Stiffened Plate and Shell Structures (보강된 판 및 쉘구조의 좌굴 및 후좌굴해석)

  • 김문영;최명수;민병철
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.155-168
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    • 1998
  • 보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.

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Involute 구조물의 구조해석

  • 김유준;김형근;황태경;도영대
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.22-22
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    • 1999
  • 로켓의 노즐의 확대부와 같은 내열특성 증진이 필요한 곳에 주로 적용되어온 Involute 구조는 얇은 두께의 fabric 프리 프레그룰 일정한 패턴에 맞추어 재단한 후 적층하여 제작되어진다. 이렇게 제작된 노즐 확대부와 같은 구조물은 내삭마 및 구조 특성이 향상되고, 적층 및 성형 중 발생하는 링클과 보이드도 많이 예방할 수 있는 장점을 가진 것으로 알려져 있다. 이와 같은 장점 때문에 60년대부터 제작되어 노즐 확대부에 적용되어온 Involute 구조는 기하학적 복잡성으로 인해서 본질적으로 구조물의 비등방성 및 비균질성을 수반하게 되며, 이에 따른 열 및 구조해석의 어려움이 존재하게 된다. 70년대 Pagano에 의해서 그 기하학적복잡성이 수학적으로 규명되기 시작하여 80년대 가장 활발한 구조해석이 수행되어 노즐의 설계에 적용되었으며, 90년대 들어와서는 비선형 해석 및 최적설계 기법을 도입한 Involute 구조물의 기하학적 형상 및 구조적 최적화가 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 아직까지 Involute 구조의 구조해석이 생소한 분야로서, 앞에서 언급한 일련의 진행 과정과 특징 등을 요약 및 정리할 필요가 있다 따라서, 본 발표는 비등방성 및 비균질성의 Involute 구조물에 대한 구조해석 기법들을 파악하고 그 적용 방법을 생각해 보고자 한다.

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Re-Interpreting the Descartes's Perspectives on the Connection of Algebra and Geometry (대수와 기하의 연결에 관한 Descartes의 관점 재조명 연구)

  • Ban, Eun Seob;Shin, Jaehong;Lew, Hee Chan
    • Journal of Educational Research in Mathematics
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    • v.26 no.4
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    • pp.715-730
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    • 2016
  • The purpose of this study is to analyze Descartes's point of view on the mathematical connection of algebra and geometry which help comprehend the traditional frame with a new perspective in order to access to unsolved problems and provide useful pedagogical implications in school mathematics. To achieve the goal, researchers have historically reviewed the fundamental principle and development method's feature of analytic geometry, which stands on the basis of mathematical connection between algebra and geometry. In addition we have considered the significance of geometric solving of equations in terms of analytic geometry by analyzing related preceding researches and modern trends of mathematics education curriculum. These efforts could allow us to have discussed on some opportunities to get insight about mathematical connection of algebra and geometry via geometric approaches for solving equations using the intersection of curves represented on coordinates plane. Furthermore, we could finally provide the method and its pedagogical implications for interpreting geometric approaches to cubic equations utilizing intersection of conic sections in the process of inquiring, solving and reflecting stages.

Analytical Sensitivity Analysis of Geometric Errors in a Three-Axis Machine Tool (해석적 방법을 통한 3 축 공작기계의 기하학적 오차 민감도 분석)

  • Park, Sung-Ryung;Yang, Seung-Han
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.2
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    • pp.165-171
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    • 2012
  • In this paper, an analytical method is used to perform a sensitivity analysis of geometric errors in a three-axis machine tool. First, an error synthesis model is constructed for evaluating the position volumetric error due to the geometric errors, and then an output variable is defined, such as the magnitude of the position volumetric error. Next, the global sensitivity analysis is executed using an analytical method. Finally, the sensitivity indices are calculated using the quantitative values of the geometric errors.

절삭가공 해석을 위한 유한요소법의 적용

  • 김국원;안태길;이우영
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.81-81
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    • 2003
  • 최근 유한요소법을 이용하여 절삭가공을 해석하는 연구가 많이 발표되고 있다. 이 때 가장 문제되는 점이 피삭재에서 칩으로 분리하는 조건이다. 일반적으로 칩 분리 조건이라 일컬어지는 이 조건을 어떻게 설정할 것인가에 대해 현재까지도 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재까지 제시된 칩 분리 판별 조건은 두 가지 유형 - 기하학적, 물리적으로 나눌 수 있다. 기하학적 칩 분리 조건은 공구 끝단과 바로 앞 요소의 거리를 기준으로 정해진 특정한 값에 도달하면 요소가 분리되는 혹은 없어지는 방법을 이용하는 것이며(Fig. 1 참조), 물리적 칩 분리 조건은 요소 내의 소성변형률 혹은 변형률 에너지 밀도함수 등의 값을 기준으로 분리시키는 방법이다. 본 연구에서는 상용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였으며 이 프로그램에서 제공하는 element birth/kill 기법을 이용하여 기하학적 판별조건에 도달하면 공구 끝단 앞의 요소가 사라지는 방법을 취하였다. Fig. 2는 절삭가공을 위한 유한요소 모델링을 나타낸다. 칩-공구 접촉 부위에 접촉요소를 사용하였으며, 피삭재의 왼쪽과 아래쪽 부위는 각각 변위구속을 하였다. 공구의 이동은 변위경계조건의 값을 변화시킴으로써 구현하였다. 절삭력을 비교함으로써 해석결과의 타당성을 검토하였으며, 피삭재 내의 응력, 변형률 분포 등을 살펴보았다.

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Direcy Design of Space Steel Frames Using practical Advanced Analysis (실용적인 고등해석을 이용한 공간 강뼈대구조물의 직접설계)

  • Kim, Seung Eock;Choi, Se Hyu
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.13 no.2
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    • pp.153-162
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    • 2001
  • A direct design method of three-dimensional frames using practical advanced analysis is presented. In this method. separate member capacity checks encompassed by the code specifications are not required. because the stability of separate members and the structure as a whole can be rigorously treated in determining the maximum strength of the structures. Advanced analysis accounts for geometric and material nonlinearities. The geometric nonlinearlity is considered by the use of stability function. The material nonlinearity is accounted for using CRC tangent modulus and parabolic function. The load-displacements predicted by the proposed analysis compare well with those given by other approaches. A design example has been presented for a 22-story frame. The analysis results show that the proposed method is suitable for adoption in practice.

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Analytical Study of Geometric Nonlinear Behavior of Cable-stayed Bridges (사장교의 기하학적 비선형 거동의 해석적 연구)

  • Kim, Seungjun;Lee, Kee Sei;Kim, Kyung Sik;Kang, Young Jong
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.30 no.1A
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    • pp.1-13
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    • 2010
  • This paper presents an investigation on the geometric nonlinear behavior of cable-stayed bridges using geometric nonlinear finite element analysis method. The girder and mast in cable-stayed bridges show the combined axial load and bending moment interaction due to horizontal and vertical forces of inclined cable. So these members are considered as beam-column member. In this study, the nonlinear finite element analysis method is used to resolve the geometric nonlinear behavior of cable-stayed bridges in consideration of beam-column effect, large displacement effect (known as P-${\delta}$ effect) and cable sag effect. To analyze a cable-stayed bridge model, nonlinear 6-degree of freedom frame element and nonlinear 3-degree of freedom equivalent truss element is used. To resolve the geometric nonlinear behavior for various live load cases, the initial shape analysis is performed for considering dead load before live load analysis. Then the geometric nonlinear analysis for each live load case is performed. The deformed shapes of each model, load-displacement curves of each point and load-tensile force curves for each cable are presented for quantitative study of geometric nonlinear behavior of cable-stayed bridges.

Influence of Geometric Initial Imperfection on the First Buckling Time Variation of Cylinder Under Impact Load (충격하중을 받는 원통의 최초좌굴시간의 변동성에 대한 기하학적 초기결함의 영향)

  • 김두기
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.1
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    • pp.173-183
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    • 1997
  • In this paper a method is suggested for the probabilistic analysis of impact buckling failure time of cylinder with random axisymmetric geometric imperfection under axial impact. Failure is assumed as axisymmetric radial deformation exceeds the given criteria for the first time. For the generation of random geometric initial imperfection, random field theory by mean function and autocorrelation function of geometric imperfection is used. Suggested method is useful for the treatment of the randomness of realistic geometric imperfection and can be used for the structural safety analysis of cylinder considering its effect.

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Validation of the aeromechanics for hingeless rotor using geometrically exact beam model (기하학적 정밀 보 모델을 이용한 무힌지 로터 구조/공력 하중 검증)

  • Han-Yeol Ryu
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.17 no.1
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    • pp.24-32
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    • 2023
  • This paper studied HART II in descending flight using rotorcraft analysis code based on geometrically exact beam (GEB) model. The present GEB model expressed by a mixed variational formulation could capture the geometrically nonlinear behavior of the blade without arbitrary assumptions. In previous results, correlation of airloads with structural moments for HART II was not as good as blade deflections. However, in present results, predictions of airloads and structural loads are fairly correlated with measured data.