• 제목/요약/키워드: Elasto-plastic buckling

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평면판의 탄소성 좌굴 특성 해석 (Analysis of Elasto-Plastic Buckling Characteristics of Plates)

  • 김문겸;김소운;황학주
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1990년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.16-21
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    • 1990
  • Recently, the finite element method has been sucessfully extended to treat the rather couplet phenomena such as nonlinear buckling problems which are of considerable practical interest. In this study, a finite element program to evaluate the elasto-plastic buckling stress is developed. The Stowell's deformation theory for the plastic buckling of flat plates, which is in good agreement with experimental results, is used to evaluate bending stiffness matrix. A bifurcation analysis is performed to compute the elasto-plastic buckling stress. The subspace iteration method is employed to find the eigenvalues. The results are compared with corresponding enact solutions to the governing equations presented by Stowell and also with experimental data due to Pride. The developed program Is applied to obtain elastic and elasto-plastic buckling stresses for various loafing cases. The effect of different plate aspect ratio is also investigated.

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적합부 특성을 고려한 볼 접합 단층 래터스 돔의 탄소성 좌굴해석 (The Elasto-Plastic Buckling Analysis of Ball-Jointed Single Layer Latticed Domes considering the Characteristics of a Connector)

  • 한상을;권현재;김종범
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.91-99
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    • 2003
  • The purpose of this study is to analyze the characteristics of the connector having an influence on the elasto-plastic buckling load of ball-jointed single layer latticed domes. As an analytic model, domes are composed of tubular member elements, balls and connectors. The joint system of members in single layer latticed domes has influence on the buckling load. Therefore, in this paper, the variation of the elasto-plastic buckling load by effects of the connectors characteristics is analyzed. The structural behavior of the connector is investigated by following points: (1) the length of rigid zone, (2) looseness of screw and (3) the diameter of connector. In addition, the elasto-plastic buckling analysis is carried out through the variation of the connectors section of yielding part, and then the buckling mode of the dome is examined. As a result, it is emphasized that the characteristics of the connector have significant effects on the buckling load of latticed domes.

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Non-linear stability analysis of a hybrid barrel vault roof

  • Cai, Jianguo;Zhou, Ya;Xu, Yixiang;Feng, Jian
    • Steel and Composite Structures
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    • 제14권6호
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    • pp.571-586
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    • 2013
  • This paper focuses on the buckling capacity of a hybrid grid shell. The eigenvalue buckling, geometrical non-linear elastic buckling and elasto-plastic buckling analyses of the hybrid structure were carried out. Then the influences of the shape and scale of imperfections on the elasto-plastic buckling loads were discussed. Also, the effects of different structural parameters, such as the rise-to-span ratio, beam section, area and pre-stress of cables and boundary conditions, on the failure load were investigated. Based on the comparison between elastic and elasto-plastic buckling loads, the effect of material non-linearity on the stability of the hybrid barrel vault is found significant. Furthermore, the stability of a hybrid barrel vault is sensitive to the anti-symmetrical distribution of loads. It is also shown that the structures are highly imperfection sensitive which can greatly reduce their failure loads. The results also show that the support conditions pose significant effect on the elasto-plastic buckling load of a perfect hybrid structure.

처짐각법을 이용한 선형부재의 탄소성 좌굴해식 (Elasto-Plastic Buckling Analysis Based on the Slope-Deflection Method)

  • 정명채
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.63-72
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    • 2006
  • 본 논문은 처짐각법을 사용하여 탄소성 좌굴 기본긱을 유도하고 이를 타당성을 검증하고 있다. 이와 함께 이 개념을 사용하여 구조해석 할 수 있는 탄소성좌굴해석 요소를 정식화하는 방법도 함께 설명하고 있다. 이 요소는 요소 양단에 탄소성 거동을 표현하는 스프링을, 요소 중앙부는 선형좌굴을 표현하는 스프링을 각각 설정하여 실제 부재의 탄소성 좌굴거동을 표현하도록 설계되어 있다. 또한 이 방법이 통상의 기하강성 매트릭스를 사용한 방법과 비교하여 어떠한 장점이 있는지를 분석하고 있다.

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Buckling behavior of strengthened perforated plates under shear loading

  • Cheng, Bin;Li, Chun
    • Steel and Composite Structures
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    • 제13권4호
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    • pp.367-382
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    • 2012
  • This paper is dedicated to the buckling behaviors of strengthened perforated plates under edge shear loading, which is a typical load pattern of steel plates in civil engineering, especially in plate and box girders. The square plates considered each has a centric circular hole and is simply supported on four edges in the out-of-plane direction. Three types of strengthening stiffeners named ringed stiffener (RS), flat stiffener (FSA and FSB) and strip stiffener (SSA, SSB and SSC) are mainly discussed. The finite element method (FEM) has been employed to analyse the elastic and elasto-plastic buckling behavior of unstrengthened and strengthened perforated plates. Results show that most of the strengthened perforated plates behave higher buckling strengths than the unstrengthened ones, while the enhancements in elastic buckling stress and elasto-plastic ultimate strength are closely related to stiffener types as well as plate geometric parameters including plate slenderness ratio and hole diameter to plate width ratio. The critical slenderness ratios of shear loaded strengthened perforated plates, which determine the practical buckling pattern (i.e., elastic or elasto-plastic buckling) of the plates, are also studied. Based on the contrastive analyses of strengthening efficiency considering the influence of stiffener consumption, the most efficient cutout-strengthening methods for shear loaded perforated square plates with different slenderness ratios and circular hole diameter to plate width ratios are preliminarily identified.

접합부의 성질을 고려한 볼 접합 단층 래티스 돔의 탄소성 좌굴해석 (The Elasto-Plastic Buckling Analysis of Ball-jointed Sing1e Layer Latticed Domes Considering the Connection Characteristics)

  • 한상을;권현재;신용환;배상달;이진섭
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2000년도 가을 학술발표회논문집
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    • pp.90-100
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    • 2000
  • The present paper investigates the elasto-plastic buckling of ball-jointed single layer latticed domes considering the connection characteristics. The domes are composed of tubular member elements, ball joints and connectors. To judge yielding of the member, the ends and central part of tubular member elements are assumed as five elasto-plastic springs. Elasto-plastic buckling load can be identified the yielding load of estimated member As a numerical analysis technique, loading incremental method based on the Newton-Raphson method is used. The effects of connection characteristics are investigated by the following points; (1) the length of rigid zone, (2) looseness of screw, (3) diameter of connector Finally, it is emphasized that the connection characteristics as well as the material non-linearity have significant effects upon the buckling toad of domes.

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단위부재 모델화에 따른 단층 래티스 돔의 탄소성 좌골하중의 산정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Elasto-Plastic Buckling Loads for Sing1e Layer Latticed Domes by Unit Member Modeling Technique.)

  • 한상을;이상주;유용주;이경수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.290-297
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    • 1998
  • In this paper, we propose to a method to estimate the elasto-plastic buckling for single layer latticed domes. First, we assume that each member consists of the rigid zone and elastic spring at both end joint, the elastic element and three elasto-plastic spring to judge for yeilding the member. Next, the member which has most influence on buckling for structures is determined by a distributed pattern of the strain energy which is calculated through linear eigenvalue analysis. And then, normalized slenderness ratio of the element is derived considering the axial force at elastic buckling load. Later, we execute elasto-plastic nonlinear analysis that based on loading increasement method and displacement increasement method. From this results, we discusses the effect of the joint rigidity and the half open angle $\theta$$_{0}$ on the buckling strength of single layer lattice domes ; (1) how the joint rigidity contributes to the reduction of buckling loads, (2) how the reduction can be interrelated to compressive strength curves in terms of the generalized slenderness for the member most relevant to the overall buckling of domes.s.

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개선된 소성힌지이론을 이용한 공간 뼈대구조물의 탄-소성 후좌굴 해석 (Elasto-plastic Post-buckling Analysis of Spatial Framed Structures using Improved Plastic Hinge Theory)

  • 김성보;지태석;정경환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.687-696
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    • 2006
  • 본 논문에서는 공간 뼈대구조의 탄-소성 후좌굴 강도를 파악하기 위한 효율적인 수치해석 기법을 개발하고, 매개변수해석을 통하여 보-기둥 및 뼈대구조물의 비탄성 후좌굴 거동을 분석하였다. 외력의 증가에 따라 점진적인 강도감소효과를 효율적으로 고려하는 개선된 소성힌지 해석법을 적용하여 문헌에서 제시된 다양한 잔류응력 분포 형태에 따른 뼈대구조물의 탄-소성 해석을 수행하였다. 요소의 소성화 진행정도를 나타내는 파라미터들을 도입하고 등가단면력 및 요소분할에 따른 매개변수해석을 수행하여 그 결과를 문헌에서 제시된 소성영역해석, 쉘요소를 이용한 정밀해석 그리고 실험결과와 비교하여 뼈대구조물 극한강도를 평가하였다.

고유치문제 형성에 의한 평면판의 탄소성 좌굴 특성 해석 (Analysis of Eelasto-Plastic Buckling Characteristics of Plates Using Eigenvalue Formulation)

  • 황학주;김문겸;이승원;김소운
    • 전산구조공학
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    • 제4권1호
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    • pp.73-82
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    • 1991
  • 판의 탄소성 좌굴문제는 판 구조의 해석과 설계시의 중요성으로 인하여 상당한 관심이 모아져 온 분야이다. 본 연구에서는 유한요소법에 의한 효율적인 탄소성 좌굴해석 프로그램을 개발하였다. 탄소성 강성행렬을 구성하기 위한 소성이론으로는 실험결과와 잘 일치하는 Stowell의 변형이론을 사용하였으며, 좌굴하중을 해석하기 위해서는 고유치해석에 의한 반복기법을 사용하였다. 고유치해석에서는 불필요한 고유치의 계산을 피할 수 있는 subspace반복기법을 사용하였다. 해석결과를 Stowell이 제시한 이론해와 Pride에 의한 실험결과와 비교하여 프로그램의 타당성을 보이고, 이를 이용하여 단순지지, 또는 고정된 경계조건에 대하여 일축 또는 이축응력이 작용되는 여러 경우에 대하여 좌굴하중을 구하였다. 또한, 탄소성 좌굴에 미치는 형상비의 영향을 검토하였다.

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명시적 호장법을 이용한 공간프레임의 반강접 탄소성 후좌굴 해석 (Semi-rigid Elasto-Plastic Post Buckling Analysis of Space Frame by Using the Explicit Arc-Length Method)

  • 이경수;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.535-546
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    • 2011
  • 본 연구에서는 다양한 명시적 호장법을 사용하여 공간프레임의 반강접 탄소성 후좌굴 해석을 수행하였다. 이를 위해 이전 연구를 발전시켜 다양한 명시적 알고리즘의 호장법과 명시적, 묵시적 해석법에 동시에 적용 가능한 반강접 탄소성 공간프레임요소를 제안하였다. 다양한 명시적 호장법은 예측단계와 수렴단계에 명시적 해석법인 동적이완법을 적용한 것을 의미한다. 따라서 명시적 호장법에는 명시적(예측단계)-명시적(예측단계) 호장법, 명시적(예측단계)-묵시적(수렴단계) 호장법, 묵시적(예측단계)-명시적(수렴단계) 호장법으로 구분된다. 또한 명시적 호장법에 적용 가능하도록 수정된 반강접 탄소성 공간프레임요소는 오일러리안 유한변형이론에 의해 강체회전변형을 고려하였기 때문에 대변위가 발생하는 기하학적 비선형 문제에 적용될 수 있고, 완전 탄소성 소성힌지 알고리즘에 의한 재료적 비선형성을 고려하였으며, 부재내부에 정적 응축된 회전 및 축방향 성분의 선형 스프링에 의해 접합부 반강접 특성을 반영하였다. 제안된 해석법을 이용하여 검증예제를 수행함으로써 본 연구에서 제안된 다양한 명시적 호장법 및 공간프레임요소의 정확성을 검증한다.