• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.381-388
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• 2018

본 논문은 고전적인 오일러-베르누이 보의 집중소성힌지 모델링을 위한 일반유한요소법을 제안한다. 이 기법에서 소성힌지는 해의 약불연속을 묘사하는 적절한 확장함수에 의해 모델링되며, 요소간의 연결성을 변화시키지 않으면서 임의의 위치에 소성힌지를 삽입하는 것이 가능하다. 대신 소성힌지는 이미 존재하는 요소에 위계적으로 자유도를 추가함으로써 형성된다. 제안된 기법의 유효성을 검증하기 위해 수치해석 예제에 대해 h-, p-확장과 같은 수렴성 해석을 수행하였다. 수렴성 해석의 결과가 제안된 기법이 소성힌지가 절점 및 요소 내의 임의의 위치에 존재하는 두 가지 경우 모두에 대하여 유한요소이론에 의한 수렴속도를 얻을 수 있음을 보여주어 기법의 정확성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1013-1020
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• 2017

본 연구에서는 굽힘 하중을 받는 복합재료 적층판에 대한 파손 강도를 예측하기 위하여 2D 변형률 기반의 파손 이론을 적용한 유한요소 해석을 수행하였다. 복합재료 적층판 내각 층의 파손 모드에 따른 강성저하를 고려하기 위해 점진적 파손 해석 방법을 적용하였다. 크로스 플라이와 준등방성 복합재 적층판에 대하여 3점 굽힘 시험을 수행하였다. 최대응력 이론, 최대 변형률 이론, 그리고 Tsai-Wu 파손 이론을 적용한 유한요소 해석을 수행하였다. 시험 및 파손 이론에 따른 해석 결과 비교를 통하여 2D 변형률 파손 이론의 정확성을 검증하였다.

• 전산구조공학
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• 제8권3호
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• pp.79-89
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• 1995

본 논문에서는 평판 두께 방향의 선형 및 비선형 응력 분포를 일정한 크기의 단순응력 상태로 가정하는 분할판(Two-element plate) 개념을 이용하여 비선형 특성을 나타내는 평판의 강도해석을 할 수 있는 Reissner 범함수와, 재질 특성은 선형이면서 기하학적 비선형 특성만을 갖는 평판의 강도해석을 할 수 있는 변형 Reissner 범함수를 모델링하였다. 두 종류의 Reissner 범함수들을 근거로 하여 축방향 하중을 받는 평판의 선형 좌굴과 좌굴후의 비선형 특성 및 최대강도들을 계산할 수 있는 유한요소 방정식과 프로그램 개발을 시도하였다. 개발한 프로그램을 이용한 수치해석 결과, 분할판 이론을 사용한 선형좌굴해석 결과가 기존의 평판이론을 사용한 선형좌굴해석 결과와 유사항 경향을 나타냄으로써 분할판 이론에 근거한 유한요소법을 하중과 경계조건 및 구성재질이 다양한 일반적인 평판의 강도해석에 확대 적용함은 물론 좌굴후 비선형재질 특성으로 인한 평판의 최대강도도 예측 가능하다고 생각한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.11-20
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• 2004

본 눈문은 C.F.T구조에서 폐단면인 각형강관기둥과 H형강보의 접합방법중의 하나인 외측형 다이아프램을 대상으로 한다. 본 연구에서의 내력평가는 기존의 단순인장형 접합부 실험결과를 기초로 항복선이론을 이용한 내력평가, 범용 유한요소해석 프로그램을 이용한 비선형 해석, 규준식 등을 통하여 수행되었다. 항복선이론은 수정된 K. Morita 역학모델을 이용하였고, 범용 유한요소해석프로그램은 Abaqus/Standard를 사용하였으며 비탄성 정역학적 유한요소해석을 하였다. 규준식에서의 최대내력 예측식은 장기하중에 대한 계수와 재질을 고려한 항복비를 적용하였으며, 규준식에서의 항복내력은 비충전형의 경우 2.6의 안전율을 갖는 값으로 하였고, 충전형의 경우 2.2의 안전율을 갖는 값으로 하였다. 연구결과, 본 연구에 사용된 기존의 단순인장형 접합부 내력평가는 항복선이론, 유한요소해석, 규준식을 통하여 모두 가능한 것으로 판단되며, 이들 중 규준식이 기존의 실험결과를 가장 과소평가하였다. 유한요소 해석결과에서의 내력과 변형모듈은 기존의 단순인장형 접합부 실험결과와 잘 일치하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.189-196
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• 2009

본 논문에서는 적층구조 해석을 위해 부분 선형 층별이론에 의해 정식화된 저매개변수 유한요소 모델을 제안한다. 얇은 직교이방성 문제뿐만 아니라, 두꺼운 식교이방성 적층판 해석을 위해 제안된 모델은 2차원 세분화 기법에 기초를 두고 있다. 즉, 이 모델은 두께방향으로의 면내거동에 대해서는 선형변화로 가정하는 층별분리 이론이 적용되고, 두께방향으로의 면외거동에 대해서는 상수로 가정하는 등가단층이론이 사용된다. 변위장을 정의하기 위해 적분형 르장드르 다항식이 사용된다. 또한 가우스-로바토 적분법을 사용하여, 적층평판의 종래의 가우스적분점이 아닌 절점의 위치에 발생하는 최대응력값을 별도의 외삽법을 사용하지 않고 바로 산출하였다. 제안된 모델의 정당성과 특성은 직교이방성 다층적층판 문제를 사용하여 검증되었으며, 그 결과는 출판된 참고문헌의 값들과 비교되었다. 이 연구에서는 최적의 유한요소 적층모델을 결정하기 위해 응력과 최대처짐을 사용한 수렴성조사가 수행되었다. 또한, 적층 수의 증가에 따른 두께방향으로의 변위와 응력분포의 변화가 조사되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.19-28
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• 1999

본 논문에서는 사면붕괴해석에 대한 유한요소법의 적용에 대하여 검토하였다. 사면안정문제에 대해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 한계평형이론에 의한 절편법이다. 또한 유한요소법은 지반의 응력, 변형률을 분석하는 방법으로 널리 인식되어 있다. 본 논문에서는 유한요소법으로 사면안정해석시, 요구되는 최소안전율 계산방법을 효율적으로 고려하는 방법에 대하여 검토하였다. 그리고 유한요소법으로 사면의 붕괴해석을 하는 경우에, 적용되는 해석방법 및 그 결과에 미치는 요인에 대하여 검토하였다. 또한, 여러 사면의 경우에 대하여 기존의 한계평형법에 의한 절편법과 유한요소 해석결과를 비교, 검토하였다.

• 전산구조공학
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• 제3권4호
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• pp.91-104
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• 1990

사각형 판 유한요소의 정적 성능을 여러 가지 문제에 대한 수치 실험을 통해 비교 분석하였다. Kirchhoff이론과 Mindlin이론에 근거한 변위요소, 평형요소, Mixed 또는 Hybrid요소들을 대상으로 문헌조사를 통해 우수요소를 선정하였으며 사각형 판 문제, 마름모형 판 문제, 원형 판 문제, 외팔보형 판 문제를 다양한 격자, 경계조건에 대해 풀어 해를 비교하였다. Kirchhoff요소에서는 12자유도요소로 Armanios의 요소, 24 자유도 요소로 Watkins요소의 거동이 우수하였으나 전반적으로 Mindlin요소에 비해 거동이 떨어진다. Mindlin요소 중에서는 Hinton의 요소가 효율성, 수렴성, 신뢰성의 면에서 가장 우수하나 마름모형 판 문제나 뒤틀린 격자 문제등에서는 거동이 좋지 않으므로 계속 연구할 필요가 있다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.205-216
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• 1997

구속된 ?(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연속체의 평형방정식으로부터, 구속된 ?효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 박벽 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.253-265
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• 1998

본 논문에서는 연계논문에서 제시한 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보 및 직선보 이론을 토대로, 곡선보 요소 및 직선보 요소를 개발하고 이를 이용한 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유한요소 정식화 과정에서는 요소의 변위장을 도심에 대하여 정의한 후, 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식을 형상함수로 사용하고 가우스 적분을 행함으로써 탄성 강도행렬 및 기하학적 강도행렬을 산정하였다. 얻어진 강도행렬을 이용하여 고유치 문제를 계산함으로써 좌굴하중을 계산하였으며 다양한 해석 예제를 통하여 다른 연구자들의 해석 결과와 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성과 우수성을 입증하고자 한다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1999년도 춘계학술대회논문집
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• pp.265-268
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• 1999

열간 박판 압연공정에서의 압연하중 압연동력을 실시간으로 계산할 수 있는 모델식을 유한요소 해석결과들을 이용하여 개발하였다 압연하중 압연동력값 결정에 비교적 큰 영향을 주는 인자들로는 형상계수 압하률, 률직경 률속도 스트립 입측온도, 탄소함량, 마찰계수들은 이론적으로 계산이 가능한 무마찰의 균일 평면 변형유 압축공정의 금형하중(F、) 동력 (P、)식을 도입함으로써 내삽모델식에서 제외시킬수 있었다 쿨롱마찰계수($\mu$) 0.3 일 경우의 유한요소해석 결과 데이터들을 내삽법(interpolation)을 통해서 다항식 형태로 {{{{ {F } over {F、 } }}}}, {{{{ { {P }_{f } } over { {P }_{d } } }}}}, {{{{ { {P }_{d } } over { {P }^{、 } } }}}} 식들을 구하였다 마찰계수에 따른{{{{ {F } over {F、 } }}}} {{{{ {P } over { {P }^{、 } } }}}}값의 변화는 형상계수에 따라 기울기가 결정되는 직선 형태로 나타내어짐을 유한요소해석 결과로부터 관찰 할 수 있었다. 이와같이 구한 압연하중 압연동력 모델식의 유효성을 검증하기 위해 무작위로 추출한 실제공정들에서 모델식으로 계산한 압연하중 압연동력 값들을 유한요소해석결과와 서로 비교해 보았다.