• Title/Summary/Keyword: 내재적 응력적분

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Implicit Stress Integration of the Generalized Isotropic Hardening Constitutive Model : 1. Formulation (일반 등방경화 구성관계에 대한 내재적인 음력적분 : 1. 정식화)

  • 오세붕;이승래
    • Geotechnical Engineering
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    • v.12 no.4
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    • pp.145-156
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    • 1996
  • An implicit stress integration algorithm was formulated for implementing an aiusotorpic hardening constitutive model which has been based op the generalized isotropic hardening rule in nonlinear finite element analysis technique. the rate form of stress tensor was implicitly integrated using the generalized trapezoidal rule and the tangent stress-strain modulus was evaluated consistently with the nonlinear solution technique. As a result, it has been found that the nonlinear analysis with the anisotropic hardening constitutive model might be performed accurately and efficiently.

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Finite Element Analyses on the Behavior of Overall Strain Range using ABAQUS Code. (ABAQUS 코드를 이용한 전체 변형률 영역의 거동에 대한 유한요소해석)

  • 오세붕;전병곤;한성수
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2002.03a
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    • pp.55-62
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    • 2002
  • 미소변형에서 대변형에 이르는 전체 변형률 영역의 구성모델을 ABAQUS 코드에 구현하였다. 구성모델은 비등방경화규칙에 근거한 전응력 개념의 탄소성 모델로 연약 점토나 풍화토에 적용하는 것이 가능하다. 사용된 정식화 및 알고리즘은 (1) Jaumann 응력속도를 이용한 대변형도 조건 정식화 (2) 내재적인 응력적분 (3) 일관된 접선계수를 포함하고 있다. 이를 통하여 대변형 해석을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있었다. 예제를 통하여 새로운 구성모델과 ABAQUS 코드를 이용한 대변형 해석을 수행할 수 있음을 확인하였다. 특히 전체변형률 영역의 거동을 모델하고 범용 해석 프로그램을 이용한 비선형 대변형 해석에 적용하는 것이 가능하였다.

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A Smooth Elasto-Plastic Cap Model(II): Integration Algorithm and Tangent Operator (연속 탄소성 캡 모델(II): 응력적분 및 접선계수)

  • 서영교
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.3
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    • pp.25-32
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    • 2001
  • 보편적인 탄소성 캡 모델은 전통적인 등방 이론에 기초를 두고 있다. 이러한 모델의 응력적분 및 접선 계수의 유도는 여러 가지 논문들에 나타나 있지만 축차 및 체적 거동을 동시에 다루는 내제적인 해석법을 통한 지반해석은 아직까지는 많은 도전이 요구되고 있다. 앞선 동반 논문에서는 비연속적으로 연결된 항복면 사이의 접선 계수는 특이점이 됨을 나타내었고 이에 대하여 새로운 캡 모델의 구성식이 제시되었다. 본 논문에서는 제시된 캡 모델의 비 조건적이고 안정된 내재적 응력적분 및 일관된 탄소성 접선계수를 유도하였다. 또한 간단한 예제를 통하여 모델의 수행능력을 보여주었고 사면안정계산이 수행되었다.

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Implicit Stress Integration of the Generalized Isotropic Hardening Constitutive Model : II . Verification (일반 등방경화 구성관계에 대한 내재적인 음력적분 : II. 검증)

  • 오세붕;이승래
    • Geotechnical Engineering
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    • v.12 no.6
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    • pp.87-100
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    • 1996
  • This paper verifies the accuracy and efficiency of the implicit stress integration algorithm for an anisotropic hardening constitutive model developed in a companion paper[Oh & Lee (1996)3. Simulation of undrained triaxial test results shows the accuracy of the method through an error estimation, and analyses of accuracy and convergence were performed for a numerical excavation problem. As a result, the stress was accurately integrated by the algorithm and the nonlinear solution was converged to be asymptotically quadratic. Furthermore nonlinear FE analysis of a real excavation problem was by performed considering the initial soil conditions and the in-situ construction sequences. The displacements of wall induced by excavation were more accurately estimated by the anisotropic hardening model than by the Cam-clay model.

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A Smooth Elasto-Plastic Cap Model(I): Rate Formulation, Yield Surface Determination (연속 탄소성 캡 모델(I): 구성모델 및 항복면의 결정)

  • 서영교
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.3
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    • pp.15-23
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    • 2001
  • 탄소성 캡 모델의 중요한 장점은 여러 가지 다공체의 전체적인 축차 및 체적의 비선형 상호거동을 동시에 다룰 수 있음에 있다. 그러나 대부분의 캡 모델이 가진 문제점중의 하나는 세 개의 독립적인 항복면이 불연속으로 연결되어 있음으로부터 기인된다. 본 연구에서는 이러한 항복면 사이의 연결점에서의 탄소성 접선 계수는 특이점이 되고 수치해석상 잠재적인 어려움을 내재하고 있음을 나타내고 이러한 문제의 해결방안의 하나로 세 개의 항복면이 연속적으로 만나는 새로운 탄소성 캡 모델을 제시하였다. 본 논문에서는 모델의 증분형태의 구성식 및 새로운 응력을 구하기 위한 활동 항복면의 결정을 판단하는 알고리즘이 제시되었다. 동반 논문에서는 내재적인 응력적분 및 일관적인 접선계수를 유도하였고 예제계산들을 수행하였다.

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Stress Intensity Factors of Center Cracked Laminated Composites under Uniaxial Tension (단순인장을 받는 복합 적층재 중앙균열의 응력확대계수)

  • 김성호;오재협;옹장우
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1611-1619
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Hilton과 Sih의 경우를 확장 적용하여 Fig. 1(b)와 같이 탄성 층 내부에 존재하는 중앙균열선단의 응력확대계수 산출을 위하여 균열부위를 제외하고 는 섬유층과 레진층이 완전히 접착되었다고 가정한 모델을 다음과 같이 설정하였다. 중앙균열을 내재하고 있는 복합재료의 역학적 거동을 해석하기 위하여, 접착레진을 주 로하는 층(resin rich layer)을 중심으로 하여 상하 각1개의 섬유 (fiber)층과 균질한 특성을 갖는 복합재료의 층으로 단순화 하였으며, 이러한 단순화는 적층재에서의 균열 주위의 국부응력을 해석하기 위한 것으로서 복합재료는 레진층이나 섬유층에 비하여 매우 두꺼우므로 반무한체로 이상화 하였다. 선형탄성 이론에 의하여 혼합 경계조건 문제(mixed boundary value problem)로 부터 제2종 Fredholm적분방정식(fredholm int- egral equation of a second kind)을 유도하였으며 수치해석적인 방법에 의하여 응력 확대계수를 구하였다.

Large Deformation Analysis Using and Anistropic Hardening Constitutive Model : I. Formulation (비등방경화 구성모델을 이용한 대변형 해석 : I. 정식화)

  • 오세붕
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.18 no.4
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    • pp.207-214
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    • 2002
  • A constitutive model was implemented in ABAQUS code, The constitutive equation can model the behavior for overall range of strain level from small to large deformation, which is based on anisotropic hardening rule and total stress concept. The formulation includes (1) finite strain formulation on the basis of Jaumann rate, (2) implicit stress integration and (3) consistent tangent moduli. Therefore, the mathematical background was established in order that large deformation analysis can be performed accurately and efficiently with the anisotropic constitutive model. Companion paper(Jeon et al., 2002) will contain the large deformation analysis results of examples with the constitutive model using ABAQUS.

An Implicit Stress Integration for the Constitutive Relationship of Clays (점토의 구성관계에 대한 내재적인 응력적분)

  • 오세붕
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.92-98
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    • 1998
  • Nonlinear finite element analyses of one dimensional consolidation problem were performed using an anisotropic hardening constitutive model. For the analyses, the anisotropic hardening elasto-plastic constitutive model based on the generalized isotropic hardening(GIH) rule was implemented into a nonlinear finite element analysis program, PLASTIC. In order to preserve the accuracy of the finite element solution for nonlinear problems, an implicit stress integration algorithm was employed. A consistent tangent moduli could also ensure the quadratic convergence of Newton's method. As a result, the nonlinear solution was accurately calculated and was converged to be asymptotically quadratic. In a consolidation problem, the relationship between load and settlement and between settlement and time vertical was analyzed comparing with results using the Cam-clay type model and the final consolidation settlement and the duration of primary consolidation could be evaluated rigorously using the GIH constitutive model.

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Undrained Analysis of Soft Clays Using an Anisotropic Hardening Constitutive Model: II. Numerical Analysis (비등방경화 구성모델을 적용한 연약 지반의 비배수 거동 해석 : II. 수치해석)

  • 오세붕
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.15 no.6
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    • pp.131-142
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    • 1999
  • The objective of this study is to perform finite element analyses using the anisotropic hardening constitutive model on the basis of the total stress concept. An anisotropic hardening constitutive model had been developed in a companion paper, and was then formulated by implicit stress integration and consistent tangent moduli. A nonlinear finite element analysis program was coded including the algorithm, and as a result, the nonlinear solution was accurately calculated and converged to be asymptotically quadratic. In the analysis of a test embankment it was found that the proposed model could predict the displacement of soils more reasonably than the analysis with von Mises type model. In addition the proposed model could predict accurately the actual behavior through the reanalysis of the problem by a reasonable evaluation of the strength parameter.

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Large Deformation Formulation of a Hypoelasto-plastic Constitutive Model for Soils (흙의 속도형식 탄소성구성모델에 대한 대변형도 정식화)

  • Oh, Se-Boong;Lee, Seung-Hyun;Kwon, Oh-Kyun
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.19 no.4
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    • pp.277-286
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    • 2003
  • A constitutive equation was implemented in order to model the behavior in overall ranges from small to large strains, which is based on anisotropic hardening rule and total stress concept. The constitutive model was implemented in ABAQUS code in which large deformation analysis can be performed accurately and efficiently. The formulation includes (1) finite strain plasticity on the basis of Jaumann stress rate, (2) implicit stress integration and (3) consistent tangent moduli. A large deformation analysis was performed with the constitutive model using ABAQUS program. In the analysis of an actual embankment, it was found that the proposed model was formulated accurately and efficiently.