• Title/Summary/Keyword: 비선형 유한요소해석 기법

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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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A Study on Improving the Accuracy of Finite Element Modeling Using System Identification Technique (S. I. 기법을 이용한 유한요소모델의 신뢰도 제고에 관한 연구)

  • 양경택
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.149-160
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    • 1997
  • Mechanical structures are composed of substructures connected by joints and boundary elements. While the finite element representation of plain substructures is well developed and reliable, joints have a lot of uncertainties in being accurately modelled and affect dynamic behavior of a total system. In order to improve the accuracy of a finite element model, a new method is proposed, in which reduced finite element model is combined with a system identification technique. After substructures except joints are modelled with finite element method and joint properties are represented by parameter states, non-linear state equation is derived in which parameter states are multiplied by physical states such as displacements and velocities. So the joint parameter identification is transformed into non-linear state estimation problem. The methods are tested and discussed numerically and the feasibility for physical application has been demonstrated through two example structures.

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Computational Efficiency of Thermo-Elasto-Viscoplastic Damage and Contact Analyses by Domain/Boundary Decomposition Method (영역/경계 분할법에 의한 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율화)

  • Shin, Eui-Sup;Kim, Sung-Jun;Kim, Jong-Il;Seo, Young-Su
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.43-46
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    • 2009
  • 열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

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Failure Analysis of RC Cylindrical Structures using Layered Shell Element with a Pressure Node (압력절점을 갖는 적층쉘 요소에 의한 콘크리트 원통형 구조물의 파괴해석)

  • 송하원;방정용;변근주;최강룡
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.3
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    • pp.475-484
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    • 1999
  • 압력절점은 요소의 균등한 압력증분을 1개의 자유도로 갖는 절점이며, 유한요소의 하중-변위 평형방정식에 체적과 압력의 관계를 추가하여 한계압력 이후에서도 체적변화에 따른 압력증분을 직접적으로 제저할 수 있는 절점이다. 본 연구에서는 철근콘크리트의 평면 구성 방정식과 적층정식화에 적용한 쉘 요소에 압력절점을 추가하고 해석시 체적을 제어함으로써 철근콘크리트 원통형 구조에 대해 파괴까지의 극한내압 능력을 해석할 수 있는 체적제어 비선형 해석기법을 개발하였다. 본 논문에서 제안한 해석기법을 이용하여 철근콘크리트 원통형 구조물에 대하여 비선형 해석을 수행하여 한계압력과 한계압력 이후의 구조물의 거동을 예측하였으며 실험결과와 비교 검증하였다.

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Assessment of the Internal Pressure Fragility of the CANDU Type Containment Buildings using Nonlinear Finite Element Analysis (비선형 유한요소해석을 이용한 CANDU형 격납건물의 내압취약도 평가)

  • Hahm, Dae-Gi;Choi, In-Kil;Lee, Hong-Pyo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.4
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    • pp.445-452
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    • 2010
  • In this paper an assessment of the internal pressure fragility of the CANDU type containment buildings is performed. The uncertainties of the performance of the containment buildings, material properties and tendon characteristics are referred from the in-service reports of Wolsung Unit 1. The containment buildings are modeled as a three-dimensional finite elements with considering the major opening and penetrations. A new method to evaluate the probabilistic fragility of the massive structural system is developed. The fragility curves of the target containment building are presented with repect to the failure modes and reliability levels. The center of wall is reveled as the most weak structural component of the containment building in the sense of the rupture and catastrophic rupture failure modes.

Analytical Study on the Shear Behavior of Prestressed Concrete Deep Beams (프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단거동에 관한 해석적 연구)

  • Kim, Tae-Hoon;Kim, Young-Jin;Shin, Hyun-Mock
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.22 no.4
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    • pp.511-517
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    • 2010
  • The purpose of this study is to investigate the shear behavior of prestressed concrete deep beams and to provide the data for development of improved design criteria. The accuracy and objectivity of the assessment process may be enhanced by the use of sophisticated nonlinear finite element analysis program. Hence, in this study, the computer program, named RCAHEST (reinforced concrete analysis in higher evaluation system technology), was used. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. A bonded or unbonded tendon element based on the finite element method, that can represent the interaction between tendon and concrete of prestressed concrete member, is used. The proposed numerical method for the shear behavior of prestressed concrete deep beams is verified by comparing the analytical results with test data by others.

Nonlinear B.E.M. Model Development using B-splines (B-spline을 이용한 비선형 경계요소법 모델 개발)

  • 전찬후;조용식;이혜진
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 2002.08a
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    • pp.298-301
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    • 2002
  • 경계요소법은 Laplace 방정식을 지배방정식으로 하는 지하수 흐름이나 해안공학 문제의 해석에 있어 매우 정확한 해를 제공하는 수치 기법이다. 특히, 경계요소법은 유한차분법이나 유한요소법과 같은 다른 수치기법과 달리 계산시간이나 기억용량의 절감 등에서 매우 효율적이다. 또한, 임의의 형태를 갖는 지형에도 큰 문제없이 쉽게 적용할 수 있고 요소의 크기를 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다. (중략)

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Computational Algorithm for Nonlinear Large-scale/Multibody Structural Analysis Based on Co-rotational Formulation with FETI-local Method (Co-rotational 비선형 정식화 및 FETI-local 기법을 결합한 비선형 대용량/다물체 구조 해석 알고리듬 개발)

  • Cho, Haeseong;Joo, HyunShig;Lee, Younghun;Gwak, Min-cheol;Shin, SangJoon;Yoh, Jack J.
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.44 no.9
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    • pp.775-780
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    • 2016
  • In this paper, a computational algorithm of an improved and versatile structural analysis applicable for large-size flexible nonlinear structures is developed. In more detail, nonlinear finite element based on the co-rotational (CR) framework is developed. Then, a finite element tearing and interconnecting method using local Lagrange multipliers (FETI-local) is combined with the nonlinear CR finite element. The resulting computational algorithm is presented and applied for nonlinear static analyses, i.e., cantilevered beam and multibody structure. Finally, the proposed analysis is evaluated with regard to its parallel computation performance, and it is compared with those obtained by serial computation using the sparse matrix linear solver, PARDISO.

Finite Element Simulation of a Superplastic Sheet Metal Forming Process with a Pressure Cycle Control Algorithm (초소성 박판 성형 공정의 유한 요소 압력 제어 해석)

  • 한수식;양동열;이종수
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1563-1571
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    • 1991
  • 본 연구에서는 가상일 원리로 부터 유한 요소 수식화를 updated-Lagrangian 형태로 유도하였으며, 유도된 수식화를 연속체 유한 요소로 유한 근사화 하였다. 이 때 초소성 재료의 거동은 비압축성, 비선형 점성 유ㄷ옹으로 묘사하였다. 유한 요소 프로그램은 성형 기구 해석과 하중 압력을 제어하는 기법으로 구성되어 있으며 하중 압력의 제어는 성형 시간이 최소가 되게 하기 위하여 변형률 속도 민감 계수가 최대가 되고, 국부 변형에 의한 두께 감소를 방지하며 변형률 속도는 일정하게 유지되면서 성 형이 될 수 있도록 하였다. 즉 하중 압력 제어는 상당 변형률 속도가 최대가 되게하 여 성형 시간을 최소화하게 구성하였다.개발된 유한 요소 프로그램은 정수압 벌징 가공에 적용하였으며 최적 압력 시간 선도, 성형 형상, 두께 및 두께 변형률 분포, 상 당 변형률 분포 등을 구하였다.

Seismic Performance Assessment of RC Bridge Columns using Inelastic Finite Element Analysis (비탄성 유한요소해석을 이용한 철근콘크리트 교각의 내진성능평가)

  • Kim, Tae-Hoon;Chung, Young-Soo;Shin, Hyun-Mock
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.9 no.5 s.45
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    • pp.63-74
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    • 2005
  • The purpose of this study is to assess the seismic performance of reinforced concrete bridge columns using inelastic finite element analysis. The accuracy and objectivity of the assessment process may be enhanced by the use of sophisticated nonlinear finite element analysis program. A computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. Damage index aims to provide a means of quantifying numerically the damage in reinforced concrete bridge columns sustained under earthquake loading. The proposed numerical method for the seismic performance assessment of reinforced concrete bridge columns is verified by comparison with reliable experimental results.