• 제목/요약/키워드: 4변형 평면요소

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파괴인성시험의 유한요소 시뮬레이션 (Finite Element Simulation of Fracture Toughness Test)

  • 주석재;류총호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권4호
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    • pp.491-496
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    • 2013
  • 인장시험을 유한요소 시뮬레이션하여 등가응력-등가소성변형률 곡선, 임계 등가응력과 임계 등가소성변형률을 결정하였다. 그리고, 이 곡선을 입력하여 파괴시험을 유한요소 시뮬레이션하여 평면변형률 파괴인성치를 결정하여 보려고 하였다. 균열선단절점에서 등가소성변형률이 임계 등가소성변형률에 도달할 때 균열개구변위를 임계 균열개구변위로 취하여 균열성장조건으로 사용되었다. 임계 등가소성변형률이나 단면감소율과 파괴시험 임계 균열개구변위와 관련성을 찾아보고, 임계 등가응력과 임계 등가소성변형률을 동시에 적용하여 파괴시험 파괴인성치와의 관련성도 찾아보았다.

유한변형과 굽힘효과가 고려된 3차원 보-기둥요소에 의한 공간구조물의 분기좌굴해석 (A Bifurcation Analysis of Space Structures by Using 3D Beam-Column Element Considering Finite Deformations and Bowing Effect)

  • 이경수;한상을
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.307-314
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    • 2009
  • 본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 탄성 분기 좌굴해석을 위한 공간프레임의 정식화, 분기경로 추적을 위한 pin-pointing 및 분기경로 전환알고리즘을 기술하고 있다. 복잡한 좌굴 후 거동특성을 파악하기 위한 본 연구의 공간프레임요소는 오일러리안 좌표계에 의한 유한회전이론으로 강체변형을 계산하였고, 굽힘효과가 고려된 보-기둥식을 적용하여 적은 개수의 요소의 사용으로도 정해를 얻을 수 있도록 하였으며, 후좌굴해석과 같은 고도의 비선형해석을 수행하기 위해 기하강성행렬의 모멘트에 대한 영향을 고려하였다. 분기좌굴에 의한 좌굴후 평형상태인 주경로와 분기경로의 pin-pointing 알고리즘으로 특이점을 계산하였으며, 고유치 및 고유모드를 이용한 본 연구의 수치알고리즘에 의해 분기경로를 추적하였다. 분기좌굴 해석예제로 평면프레임, 평면아치 및 공간돔에 대한 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 적용성을 검증한다.

탄소성/접촉 해석을 위한 Co-rotational 정식화 기반의 9절점 평면 요소 개발 (Development of Nine-node Co-rotational Planar Element for Elastoplastic/Contact Analysis)

  • 조해성;주현식;신상준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.1-6
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    • 2017
  • 본 논문에서는 비교적 최근 정립된 co-rotational 이론을 기반으로 한 4절점 평면요소 정식화를 확장하여 9절점 평면 요소에 적합한 CR 정식화를 제시하고자 한다. 그리고 등방성 재료의 소성 해석을 위해, 선형 경과 규칙(bi-linear hardening rule)을 바탕으로 하는 Newton-Raphson return-mapping 알고리즘을 적용하였다. 이때, von Mises 기준을 적용하여 소성 변형 상태를 예측하였다. Lagrange 승수를 도입하여 2차원 접촉에 대한 구속조건을 부여하였다. 개발한 요소는 상용프로그램인 ABAQUS 해석결과와 비교 검증하였다.

이축 및 일축 대칭단면 적층복합 보의 휨과 좌굴해석 (Flexural and Buckling Analysis of Laminated Composite Beams with Bi- and Mono-Symmetric Cross-Sections)

  • 황진우;백성용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.614-621
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    • 2019
  • 이축 및 일축대칭 단면의 적층복합 보의 휨 해석과 좌굴해석을 위해 일반화된 보 요소를 제안하였다. 전단변형보 이론을 사용하여 유도된 보 요소는 휨 전단변형 및 휨 비틀림과 재료 비등방성 성질에 따른 연계성을 고려하였다. 서로 다른 단면에 대해 해석적 기법으로 구한 단면 강성계수와 함께 평면응력과 평면변형률 가정을 사용하였다. 대칭 및 역대칭 적층복합 보의 휨 거동을 조사하기 위해 뒴 변형을 포함하여 절점 당 7개의 자유도를 가진 두 가지 유형의 3절점, 4절점 보 요소를 제안하였다. 전단잠금 현상을 완화하기 위해 본 연구에서는 감차적분 기법을 사용하였다. 또한, 유도된 기하학적 블록강성을 사용하여 축방향 압축력을 받는 적층복합 보의 좌굴하중을 산정하였다. 제시한 보 요소의 정확성과 효율성을 검증하기 위해 3절점 보 요소에 근거한 결과를 다른 연구자와 ABAQUS 유한요소 해석결과와 비교하였다. 적층복합 보의 휨 거동과 좌굴하중에 대한 연계강성과 전단변형, 경계조건, 하중형태, 길이-높이 비, 적층형태의 영향을 조사하였다. 두 개의 다른 보 요소의 수렴성도 제시하였다.

다변수 변분해법에 의한 비적합 4절점 사각형 평면응력 및 평면변형률 요소의 개발 (The Development of Incompatible Finite Elements for Plane Stress/Strain Using Multivariable Variational formulation)

  • 주상백;신효철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권11호
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    • pp.2871-2882
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    • 1994
  • Two kinds of 4-node plane stress/strain finite elements are presented in this work. They are derived from the modified Hellinger-Reissner variational principle so as to employ the internal incompatible displacement and independent stress fields, or the incompatible displacement and strain fields. The introduced incompatible functions are selected to satisfy the constant strain condition. The elements are evaluated on several problems of bending and material incompressibility with regular and distorted elements. The results show that the new elements perform excellently in the calculation of deformation and stresses.

기초가 서로 다른 빌딩과 지반의 상호작용에 의한 지진응답 해석 (Earthquake Response of Two Adjacent Buildings Founded at Different Depths)

  • 이종세;윤순종;김동우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.433-442
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    • 2004
  • 본 논문에서는 이웃한 빌딩의 기초가 서로 상이한 경우, 구조물과 지반의 상호작용에 대한 지진응답해석을 하였다. 세 가지 시스템에 대한 두 가지 모델에 대하여 연구하였다. 첫째 모델의 경우에는 빌딩은 프레임모델로 지반은 그리드모델로 설정하였고, 둘째 모델의 경우에는 구조물과 지반을 평면응력과 평면변형률로 모델화하였다. 또한 변형된 관성모멘트는 지반의 탄성모듈과 함께 구조물의 단면력에 영향을 미치므로 함께 고려되었다. 근사해석으로는 유한요소법과 응답스펙트럼이 적용되었으며 제시된 예를 통하여 안전성을 논증하였다.

윤하중에 의한 강바닥판 교면포장의 종방향균열 관련 수치해석법 개발 (Local Deformation Analysis of the Orthotropic Steel Bridge Deck Due to Wheel Loadings Using FSM and FEM)

  • 정진석;정명락;옥창권;이원태;김문영
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.243-251
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    • 2016
  • 두께가 얇아짐에 따라 강바닥판은 윤하중의 작용으로 국부적으로 매우 큰 변형이 발생하고, 이것은 교면포장에 종방향으로 구조적인 균열을 야기 시킬 수 있다. 이 연구에서는 강바닥판의 윤하중 국부해석을 위하여 가로보의 휨 및 비틀림강성을 엄밀히 고려할 수 있는 평면쉘 스트립요소, 프리즘요소, 그리고 이 두요소를 연결하는 링크요소로 구성된 개선된 유한대판법을 제시하고자 한다. 이 방법의 효용성을 검증하기 위하여, 강판 플레이트 거더교의 일부를 해석예제로 선택하여 연직처짐 및 교축직각방향 변형율 결과를 쉘요소, 솔리드요소, 그리고 코히시브요소를 이용한 ABAQUS 해석결과와 비교, 검토하였다.

경계요소법을 이용한 평면변형율요소의 확률해석 (Probability Analysis of Plane Strain Element using Boundary Element Method)

  • 전정배;윤성수;박진선;이형렬
    • 한국농공학회논문집
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    • 제54권4호
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    • pp.39-46
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    • 2012
  • The objectives of this study is intended to analyze stresses using the boundary element method and probability analysis for agricultural structure. Loads and material properties are an important factor when analyzing the structure. Until now, designing structure, loads and material properties are applied deterministic value. However, load and material properties involve uncertainties due to those change probabilistic and deterministic methods could not consider uncertainties. To solve these problems, the reliability analysis based on probability properties scheme was developed. Reliability analysis is easy to approach to analysis frame structure, however it has limitation when solving plane stress strain problems a kind of agricultural structures. The BEM (Boundary Element Method) is able to analysis plane strain problems by boundary conditions. Thus, this study applied boundary element method to analysis plane strain problem, load and material properties as a probabilistic value to calculate the analytical model using Monte Carlo simulations were developed.

4절 링크 기구의 동적 변형 해석 (I) 유한 요소 해석 및 수치해 (Analysis of Dynamic Deformation of 4-Bar Linkage Mechanism (1) Finite Element Analysis and Numerical Solution)

  • 조선휘;박종근;이진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.737-752
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    • 1992
  • 본 연구에서는 링크를 여러개의 2절점 6자유도의 보 요소로 이상화하고 링크 의 운동을 평면 운동으로 한정하며 링크의 지지부의 강성은 무한대이고 회전 대우 부 분의 간극은 없는 것으로 가정하여 링크의 탄성 변형에 관한 운동 반정식을 유도하였 다. 즉, 변위법에 기초한 정적 변위 해석에 관한 유한 요소법에서 관성력, 중력 그 리고 외력을 외부 부하로 간주하여 동적인 운동 방정식을 유도하였다. 여기에, 회전 대우의 베어링을 선형 스프링으로 이상화하여 유연성 링크의 일부분으로 고려함으로써 베어링의 탄성 변형이 유연성 링크의 동적 변형에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 베어링의 탄성 변형이 고려된 유연성 링크에 관한 운동 방정식을 모우드 중첩법에 근 거를 둔 수치해법으로 그 해를 구하였다.

굽힘 효과를 고려한 자동차 패널 성형 공정의 2차원 유한 요소 해석 (2-Dimensional Finite Element Analysis of Forming Processes of Automotive Panels Considering Bending Effects)

  • 김준보;금영탁
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권6호
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    • pp.27-38
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    • 1996
  • A two-dimensional FEM program, which considers bending effects in the membrane fromulation, was developed under plane strain assumption for analyzing forming processes of an arbitrarily shaped draw-die of automotive panels. For the evaluation of bending effects with membrane elements, the bending equivalent forces and stiffnesses are calculated from the bending moment computed using the changes in curvature of the formed shape of two membrane ones. The curves depicted with 3 nodes are described by a circle, a quadratic equation, and a cubic equation, respectively, and in the simulation of the stretch/draw sections of an automotive inner panel, three different description results are compared each other. Also, the bending results are compared with membrane results and measurements in order to verify the validity of the developed program.

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