• 제목/요약/키워드: 변위증분법

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개선된 하중 및 변위 증분법 (The Improved Load/Displacement Incremental Method)

  • 김문영;주석범;장승필
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제8권4호통권29호
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    • pp.31-42
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    • 1996
  • 본 연구에서는 박벽 구조물의 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여 개선된 하중 및 변위 증분의 조합법이 제시되었다. 제안된 알고리즘은 기존의 하중 및 변 변위 증분의 조합법 이 고정된 증분량을 갖는 점을 개선하여, 수렴정도에 따라 증분량을 변화시킴으로써, 여러개의 임계점을 갖는 비선형 거동을 보다 효율적으로 추적하도록 하였다. 또한 하중 및 변위 증분법을 전환점을 첫 단계의 기울기에 비례한 값으로 대체함으로써 사용자의 편리를 도모하였다. 트러스, 공간 뼈대, 아치, 쉘 구조물 등의 기하학적 비선형 해석 예제를 통하여, 본 연구에서 제시한 개선된 하중 및 변위 증분의 조합법의 적용성을 입증하였다.

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보존력(保存力) 및 비보존력(非保存力)을 받는 구조물(構造物)의 기하적(幾何的) 비선형(非線形) 유한요소해석(有限要素解析)을 위한 하중(荷重) 및 변위증분(變位增分) 알고리즘의 개발(開發) (Automatic Load and Displacement Incremental Algorithm for Geometric Non-Linear Finite Element Analysis of the Structure subjected to Conservative and Non-conservative Forces)

  • 김문영;장승필
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.11-22
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    • 1990
  • 본(本) 논문(論文)에서는 보존력(保存力) 및 비보존력(非保存力)을 받는 구조물(構造物)의 비선형(非線形) 유한요소해석(有限要素解析)을 수행(遂行)하기 위하여 기존의 하중증분법(荷重增分法)과 변위증분법(變位增分法)을 효율적(效率的)으로 결합(結合)시킨 수치적(數値的)인 해석(解析)알고리즘을 제시(提示)하였다. 제안(提案)한 알고리즘은 하중증분(荷重增分)과 변위증분(變位增分)이 자동(自動) 생성되도록 하므로써 Snap-Through, Turning-Back과 같은 비선형(非線形) 거동(擧動)을 포함(包含)하는 다양(多樣)한 평형경로(平衡經路)들을 추적(追跡)할 수 있었다.

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호장증분법에 의한 선체판의 초기처짐형상에 따른 최종강도에 관한 연구 (A Study on the Ultimate Strength of a Ship's Plate According to Initial Deflection Pattern in used Arc-Length Method)

  • 고재용;박주신;박성현
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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    • pp.21-26
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    • 2003
  • 지금까지의 탄성설계 개념에서 진전하여 소성을 고려한 탄소성 설계 개념의 설계적용이 필요하다 본 연구에서는 선체의 대표적인 구조물인 판을 대상으로 일반적인 하중형증분법 및 변위형증분법과 같은 비선형해석 기법과 호장증분법과 Newton-Raphson법을 병용한 증분형해법을 비교하였다. 특히. 초기처짐의 형태에 따른 해석을 통하여 초지처짐의 형상에 따른 판의 탄소성거동을 규명하였다 압축하중을 받는 박판구조물은 초기좌굴후 거동과 2차좌굴후 거동이 구조물 전체에 미치는 영향이 매우 크며 이러한 복잡한 거동을 구하기 위해서 해석방법으로는 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였고 특히 호장증분법은 좌굴점에서의 복잡한 비선형 거동을 추정하기 위하여 적용하였다.

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유한회전을 고려한 공간뼈대의 기하학적 비선형해석 (Geometrically Non-Linear Analysis of Space Frames Considering Finite Rotations)

  • 주석범
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권1호통권30호
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    • pp.81-94
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    • 1997
  • 본 연구에서는 유한 회전에 의한 효과를 고려한 곡선 보요소를 개발하고, 이 요소를 이용하여 공간뼈대 구조물의 기하학적 비선형 해석을 수행하였다. 이 곡선 보요소는 증분 변위장에 Rodriguez의 2차 유한 회전항을 포함시킴으로써, 유한 회전에 의한 기하학적 평형을 유지하도록 하였다. 대변형 해석을 위하여 Total Lagrangian 방법이 적용되었으며, 비선형 해석을 수행하기 위한 알고리즘으로는, 여러개의 임계점을 갖는 비선형 거동가지도 추적할 수 있도록 하중 및 변위 증분의 조합법이 사용되었다. 공간 뼈대 구조물의 해석 예제를 통하여, 기하학적 비선형 해석에서 발생하는 유한 회전에 의한 효과를 확인하고, 본 연구에서 제안한 유한요소의 효율성 및 비선형 알고리즘으로 선택한 하중 및 변위 증분의 조합법의 적용성을 입증하였다.

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변위증분을 이용한 흙막이 벽의 역해석에 관한 연구 (Back Analysis of Earth Retaining Wall Using Increment of Sequential Displacement)

  • 장범수;이승훈;김종민;김수일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.7-14
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    • 2003
  • 본 연구의 목적은 계측변위를 이용한 흙막이 벽체의 역해석시 예기치 못한 하중으로 인해 발생한 이상변위의 누적에 의한 오차를 최소화할 수 있는 기법을 개발하는 것이다. 이를 위해 단계별 변위증분으로 목적함수를 구성하고, 목적함수를 최소화시키는 최적화기법으로 직접탐색법중 유용방향법에 의한 순차선형계획법을 도입하여 역해석 프로그램을 개발하였다. 또한, 모형토조실험을 실시하여 측정된 실제변위와 예측변위를 비교$.$분석함으로써 개발된 역해석 프로그램의 신뢰성을 검증하였다.

다단계 터널굴착시 계측된 증분변위를 이용한 역해석 기법의 개발 (Development of the Back Analysis Technique Using Incremental Displacements Measured in a Multistep Excavation)

  • 이연규;이정인
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제13권1호
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    • pp.123-136
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    • 1997
  • 구조물의 형상 변화를 연속적으로 고려할 수 있는 유한요소법 원리에 기초하여 탄성지반내에 단계적 터널굴착시 임의의 굴착단계에서 발생한 증분변위와 굴착전 암반내에 존재하는 초기응력의 크기가 선형관계에 있음을 유도하였다. 즉, 총변위가 아닌 임의 단계에서 계측된 증분변위만으로 탄성지반내 초기음력의 역산이 가능함을 이론적으로 증명하였다. 이러한 이론적 관계식에 기초하여 다단계 터널굴착시 계측된 증분변위를 이용하여 초기응력을 역산할 수 있는 역해석 프로그램을 작성하였다. 간단한 예제를 통하여 구성한 프로그램의 정확성과 현장 적용 가능성을 검토하였다.

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공간 트러스에 대한 효율적인 비선형 해석 기법 제안 (The Proposition of Efficient Nonlinear Solution Technique for Space Truss)

  • 석창목;권영환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.481-490
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    • 2002
  • 본 논문의 목적은 공간 트러스 비선형 해석기법에 대한 수치해석적 장단점을 비교하고, 효율적인 해석기법을 제안하는 것이다. 사용된 해석기법은 하중 제어법으로 뉴턴-랩슨법, 수정 뉴턴-랩슨법, 할선-뉴턴법, 하중-변위 제어법으로 호장법, 증분일 제어법, 그리고 본 논문에서 제안한 하중-변위의 복합적 제어법으로 복합 호장법 Ⅰ, 복합 호장법Ⅱ, 복합 증분일 제어법이 있다. 공간 트러스에 대한 해석기법의 효율성 평가를 위하여 해의 정확성, 수렴성, 계산시간 등을 제시된 예에 비교한 결과 본 논문에서 제안한 하중-변위의 복합적 제어법의 신뢰성을 입증하였으며, 기하학적 비선형 해석 및 좌굴후 거동의 추적에 있어서 효율적이었다. 특히, 자유도수가 많은 공간 트러스의 좌굴하중 추척에 있어서는 복합 증분일 제어법이 효율적이었다.

일정 횡압력과 증분 압축하중을 동시에 받는 복합재 쉘의 비선형 해석을 위한 수치기법 연구 (Numerical Method for Nonlinear Analysis of Composite Shells under Constant Lateral Pressure and Incremented In-plane Compression)

  • 김진호;권진희
    • Composites Research
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    • 제13권1호
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    • pp.69-77
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    • 2000
  • 본 논문에서는 크기가 일정한 비증분 하중과 크기가 커서 증분이론을 사용해야만 하는 증분하중이 동시에 가해지는 구조물의 비선형 해석을 위한 수정 호길이법을 제시한다. 수정된 호길이법에서는 비선형 계산을 수행할 때 증분하중에 의한 변위와 비증분 하중에 의한 변위를 구분하여 처리하게 된다. 제안된 방법의 타당성은 내압, 외압 및 압축하중을 받는 쉘 구조물의 비선형 거동에 대한 기존 결과와의 비교를 통해 검토하였다. 또한 비증분 하중과 증분하중이 함께 가해지는 대표적인 경우로서, 일정 횡압력과 축방향 증분 압축하중을 동시에 받는 쉘 구조물의 비선형 좌굴거동에 대한 인자연구를 수행하였다.

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CRTS 반사판의 구조적 인자가 형상오차에 미치는 영향 (The Influence of the Structural Parameters on the Shape Errors of CRTS Reflector)

  • 송원근;김승덕
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.87-94
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    • 2003
  • 연속적으로 이루어지는 제작ㆍ조립 단계에서 변위하중을 받는 CRTS 반사판의 초기 정적평형상태론 결정하기 위하여 변위증분법을 사용하여 기하학적 비선형 유한요소 해석기법을 제시하고 반사반의 이상적인 형상파 실 제자 형상과의 차이, 즉 형상오차에 케이블 및 구조적 인자가 미치는 영향에 관한 연구를 수행한다. 본 연구 결과는 Galerkin method 와 NASS 98 Program을 사용하여 해석한 결과와 비교ㆍ검증하여 그 타당성을 입증한다.

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

  • 김문영;최명수;민병철
    • 전산구조공학
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    • 제11권4호
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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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