• Title/Summary/Keyword: 유한요소이론

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A Comparative Study on Formulation of Three-Dimensional Elastic-Plastic Finite Deformation Analysis for Prediction Large Deflection (강부재의 대변형 예측을 위한 3차원 탄소성 유한변위해석의 정식화에 대한 비교연구)

  • Jang, Gab-Chul;Chang, Kyong-Ho
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.6 no.4 s.22
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    • pp.53-61
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    • 2006
  • In th is paper, to predicting the large deformation and cyclic plastic behavior of steel members under loading, 3-Dimensional elastic-plastic FE analysis method is developed by using finite deformation theory and proposed cyclic plasticity model. finite deformation theory, described the large deformation, is formulated by using Updated-lagrangian formulation and Green's strain tensor, Jaumann's derivative of Kirchoff stress. Also, cyclic plasticity model proposed by author is applied to developed analysis method. To verification of developed analysis method, analysis result of steel plate specimen compare to the analysis result using infinitesimal deformation theory and test result. Also, load-displacement and deflection shape, analysis result of pipe-section steel column, compare to test result. The good agreement between analysis result and experiment result shown that developed 3-dimensional finite element analysis can be predict the large deformation and cyclic plastic behavior of steel members.

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Dynamic Characteristics of Anisotropic Laminated Plates (이방성 복합재료의 동적특성에 관한 연구)

  • Park, Sungjin;Baek, Jooeun
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.12 no.1
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    • pp.62-68
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    • 2016
  • In this study, the impact problems are brought up and the formulation by isoparametric element is attempted for the purpose of analyzing the response characteristics of laminated plate receiving impact load based on the first-order shear deformation theory expanded from the Mindlin plate theory. The result of static analysis and dynamic analysis is drawn through the numerical analysis rectangular and circular plates of antisymmetric Angle-Ply laminated plate using the finite element method and the analysis on each displacement is compared.

Automated Structural Design System Using Fuzzy Theory and Neural Network (피지이론과 신경망을 이용한 구조설계의 자동화 시스템)

  • Lee, Joon-Seong
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.15 no.12
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    • pp.236-243
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    • 1998
  • 퍼지 이론과 계산기하학적 수법에 의한 자동요소 생성법, 해석코드 및 상용 솔리드 모델러를 유기적으로 통합한 자동화된 설계시스템을 개발하였다. 본 시스템은 여러 가지 복합현상과 관련된 실제 구조물에 대한 설계기능을 갖고 있다. 정전장 해석, 변형해석 및 모드해석 등과 같은 해석하고자 하는 물리적인 현상에 의존한 형상모델이 자동적으로 유한요소모델로 변환되어 해석을 수행한다. 또한 신경망의 기능을 도입, 통합시킴으로써 설계해의 영역을 유용하게 제시하여 준다. 개발한 시스템은 정전 마이크로머쉰의 성능 평가에 적용하여 그 효용성을 검증하였다.

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A Simplified Finite Element Method for the Ultimate Strengh Analysis of Plates with Initial Imperfections (초기결함을 가진 판의 최종강도해석을 위한 간이 유한요소법)

  • Jeom-K.,Paik;Chang-Y.,Kim
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.26 no.1
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    • pp.24-38
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    • 1989
  • In this study, an attempt for formulating a new and simplified rectangular finite element having only four corner nodal points is made to analyze the elastic-plastic large deformation behaviour up to the ultimate limit state of plates with initial imperfections. The present finite element contains the geometric nonlinearity caused by both in-plane and out-of-plane large deformation because for very thin plates the influence of the former may not be negligible. Treatment of expanded plastic zone in the plate thickness direction of the element is simplified based upon the concept of plastic node method so that the elastic-plastic stiffness matrix of the element is derived by the simple matrix operation without performing complicated numerical integration. Thus, a considerable saving of the computational efforts is expected. A computer program is also completed based on the present formulation and numerical calculation for some examples is performed so as to verify the accuracy and validity of the program.

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Ship Structural Reliability Analysis by Probabilistic Finite Element Method (확률 유한요소법에 의한 선체 구조 신뢰성해석)

  • S.J. Yim;Y.S. Yang;J.H. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.28 no.2
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    • pp.241-250
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    • 1991
  • The reliability analysis for web frame of tanker is carried out by the probabilistic finite element method combined with the classical reliability method such as MVFOSM and AFOSM which can be used for calculating the probability of failure for the complicated structures in which the limit state equation is implicitly expressed. As random variables external load, elastic modulus, sectional moment of inertia and field stress are chosen and Parkinson's iteration algorithm in AFOSM is used for reliability analysis. By adding only the covariance data of the random variables to the input data set required for conventional finite element method, the present method can easily calculate the probability of failure at every element end as well as the covariances of structural reponses such as displacements at every element end and member forces at every element, even for the complicated ship structure.

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Process Optimal Design in Steady-State Metal Forming by Finite Finite Element Method-I Theoretical Considerations (유한요소법을 이용한 정상상태의 소성가공 공정의 최적설계-I - 이론적 고찰)

  • 전만수;황상무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.3
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    • pp.443-452
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    • 1992
  • 본 연구에서는 소성가공 공정의 최적설계를 위한 새로운 접근 방법이 소개 된다.이방법은 소성가공 공정의 유한요소해석 기술과 기계시스템의 최적설계 기술 에 바탕을 두고 있다. 벌칙 강소성유한요소법, 정상 상태의 소성가공 공정(steady -state metal forming process)을 위한 최적설계 문제의 수식화, 설계민감도의 해석 방법, 설계민감도의 정확성에 관한 고찰, 구배투영법(gradient projection emthod)등 이 본 논문에서 상세하게 소개된다.

A Finite Element Nonlinear Formulation for Large Deformations of Plane Frames (평면 뼈대구조물의 큰 변형에 대한 비선형 유한요소의 정식화)

  • 윤영묵;박문호
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.4
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    • pp.69-83
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    • 1994
  • An explicit finite element nonlinear formulation for very large deformations of plane frame structures is developed. The formulation is based on an updated material reference frame and hence a true stress-strain relationship can be directly applied to characterize the properties of material which is subjected to very large deformations. In the formulation, a co-rotational approach is applied to deal with the large rotations but small strain problems. Straight beam element is considered when the strain of an element is large. The element formulation is based on the small deflection beam theory but with the inclusion of the effect of axial force. The element equations are constructed in an element local coordinate system which rotates and translates with the element, and then transformed to the global coordinate system. Several numerical examples are analyzed to validate the presented formulation.

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Finite Element Vibration Analysis of Thick Cylindrical Shell with Structure-Fluid Interaction (구조물-유체 상호작용을 고려한 두꺼운 원통형 쉘의 유한요소 진동 해석)

  • 배수룡;신구균;함일배;이헌곤
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1994.10a
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    • pp.295-299
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    • 1994
  • 두꺼운 원통형 쉘은 공학적인 문제에서 많이 사용된다. 쉘 내부에 임피던스가 큰 유체와 구조물이 있을 때 쉘을 포함한 진동해석은 이론적인 해석이 매우 어렵다. 쉘 내부에 있는 유체의 임피던스가 공기에 비하여 매우 클 경우 쉘과 유체, 내부의 구조물과 유체사이의 구조물-유체 상호작용(structure-fluid interaction)이 고려되어야 한다. 얇은 원통형 쉘에 대해서는 상용 유한요소 코드를 이용하여 구조물-유체 상호작용을 고려한 진동해석이 많이 수행되었으나 축대칭 두꺼운 원통형 쉘에 대해서는 연구가 수행되지 않고 있다. 본 연구에서는 NASTRAN, ANSYS 같은 상용 유한요소 코드에서 지원되지 않는 축대칭 두꺼운 원통형 쉘 내부에 유체와 강체요소가 있을 경우 이에 대한 유한요소 코드를 개발하고, 구조물-유체 상호작용을 고려하여 진동해석을 하였다.

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Buckling Behavior of Transversely Isotropic Composite Shells Subjected to Axial Compression (축방향 압축 하중을 받는 횡등방성 복합재료 쉘의 좌굴거동)

  • 김성도;정진환
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.229-239
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    • 1998
  • 복합재료는 강도-무게비가 다른 재료들에 비해 훨씬 크기 때문에 부재의 좌굴문제가 대단히 중요하게 취급되며, 본 논문에서는 축방향 압축력을 받는 복합재료로 된 쉘 부재의 좌굴해석이 수행된다. 이 재료는 일반적으로 이방성 재료 특성을 나타내 보이나, 섬유들이 한 방향으로만 배치되어 있는 경우 섬유방향에 연직한 평면에서의 강도나 탄성계수들은 모두 일정한 횡 등방성 재료성질을 가진 것으로 간주할 수 있다. 9 절점 degenerate 쉘 유한요소를 사용한 선형안정해석, LUSAS 범용 프로그램을 이용한 구조해석, 그리고 고전적 쉘 좌굴방정식에 의한 해석들을 수행하였으며, 그 결과들을 서로 비교, 분석하였다. 고려된 등방성 재료나 횡 등방성 재료의 경우 모두, degenerate 유한요소해석으로 계산한 임계하중들은 고전적 이론해에 의한 결과들 보다 낮았으며, LUSAS 결과들과는 거의 같았다. 이는 degenerate 유한요소에 의한 선형안정해석 결과들이 안전측에 듬을 의미하며, 복합재료로 된 쉘 구조물의 좌굴해석에 degenerate 유한요소를 효율적으로 적용할 수 있음을 의미한다.

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Geometrically Non-linear Finite Element Analysis of Space Frames (공간뼈대구조의 기하학적 비선형 유한요소해석)

  • 김문영;안성원
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.1
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    • pp.201-211
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    • 1997
  • A clearly consistent finite element formulation for geometrically non-linear analysis of space frames is presented by applying incremental equilibrium equations based on the updated Lagrangian formulation and introducing Vlasov's assumption. The improved displacement field for symmetric cross sections is introduced based on inclusion of second order terms of finite rotations, and the potential energy corresponding to the semitangential rotations and moments is consistently derived. For finite element analysis, elastic and geometric stiffness matrices of the space frame element are derived by using the Hermitian polynomials as shape functions. A co-rotational formulation in order to evaluate the unbalanced loads is presented by separating the rigid body rotations and pure deformations from incremental displacements and evaluating the updated direction cosines of the frame element due to rigid body rotations and incremental member forces from pure deformaions. Finite element solutions for the spatial buckling and post-buckling analysis of space frames are compared with available solutions and other researcher's results.

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