• 제목/요약/키워드: Kirchhoff 판

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사각형 판 유한 요소들의 정적 성능 비교 분석 I (Comparative Study on the Performance of Quadrilateral Plate Elements for the static Analysis of Limear Elastic structures( I );Displacements)

  • 이병채;이용주
    • 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.

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DMD기반 Kirchhoff-Love 판의 모드 분석과 수치해 예측 (DMD based modal analysis and prediction of Kirchhoff-Love plate)

  • 신성윤;조광현;배석찬
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권11호
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    • pp.1586-1591
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    • 2022
  • Kirchhoff-Love 판 (KLP) 방정식은 특정 외력이 얇은 막에 끼치는 변형을 기술하는 잘 알려진 이론이다. 한편, frequency 도메인에서 진동하는 판을 해석하는 것은 주요 진동 주파수와 고유함수들을 구하는 것과 판의 진동을 예측하는데 중요하다. 다양한 모드 분석 방법들 중 dynamic mode decomposition (DMD)는 효율적인 data 기반 방법이다. 이 논문에서 우리는 DMD를 기반으로 sine 유형 외력의 영향력 안에 있는 KLP의 모드 분석을 수행한다. 우리는 먼저 유한차분법을 사용하여 이산적으로 표현된 시계열 형식의 KLP 해를 구한다. 720,00개의 FDM으로 생성된 해중에서, 오직 500개의 해만을 DMD의 구현을 위해 선택한다. 우리는 결과적으로 얻어진 DMD-mode를 보고한다. 또한, DMD를 통하여 KLP의 해를 예측하는 효율적인 방법을 소개한다.

HRKPM을 이용한 키르히호프 판의 해석 (Kirchhoff Plate Analysis by Using Hermite Reproducing Kernel Particle Method)

  • 석병호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.12-18
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    • 2002
  • For the analysis of Kirchhoff plate bending problems, a new meshless method is implemented. For the satisfaction of the C¹ continuity condition in which the first derivative is treated as another primary variable, Hermite interpolation is enforced on standard reproducing kernel particle method. In order to impose essential boundary conditions on solving C¹ continuity problems, shape function modifications are adopted. Through numerical tests, the characteristics and accuracy of the HRKPM are investigated and compared with the finite element analysis. By this implementation, it is shown that high accuracy is achieved by using HRKPM fur solving Kirchhoff plate bending problems.

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HRKPM을 이용한 키르히호프 판의 해석 (Kirchhoff Plate Analysis by Using Hermite Reproducing Kernel Particle Method)

  • 석병호;송태한
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.67-72
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    • 2003
  • For the analysis of Kirchhoff plate bending problems, a new meshless method is implemented. For the satisfaction of the $C^1$ continuity condition in which the first derivative is treated an another primary variable, Hermite interpolation is enforced on standard reproducing kernel particle method. In order to impose essential boundary conditions on solving $C^1$ continuity problems, shape function modifications are adopted. Through numerical tests, the characteristics and accuracy of the HRKPM are investigated and compared with the finite element analysis. By this implementatioa it is shown that high accuracy is achieved by using HRKPM for solving Kirchhoff plate bending problems.

다층간분리된 적층판의 자유진동해석 (Free Vibration Analysis of Multi-delaminated Composite Plates)

  • Taehyo Park;Seokoh Ma;Yunju Byun
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.25-32
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    • 2004
  • In this proposed work new finite element model for multi-delaminated plates is proposed. In the current analysis procedures of multi-delaminated plates, plate element based on Mindlin plate theory is used in order to obtain accurate results of out-of-plane displacement of thick plate. And for delaminated region, plate element based on Kirchhoff plate theory is considered. To satisfy the displacement continuity conditions, displacement vector based on Kirchhoff theory is transformed to displacement of transition element. The numerical results show that the effect of delaminations on the modal parameters of delaminated composites plates is dependent not only on the size, the location and the number of the delaminations but also on the mode number and boundary conditions. Kirchhoff based model have higher natural frequency than Mindlin based model and natural frequency of the presented model is closed to Mindlin based model.

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삼각형 판 요소의 변위 거동에 대한 비교 연구 (A Comparative Study on the Displacement Behaviour of Triangular Plate Elements)

  • 이병채;이용주;구본웅
    • 전산구조공학
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    • 제5권2호
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    • pp.105-118
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    • 1992
  • Static performance was compared for the triangular plate elements through some numerical experiments. Four Kirchhoff elements and six Mindlin elements were selected for the comparison. Numerical tests were executed for the problems of rectangular plates with regular and distorted meshes, rhombic plates, circular plates and cantilever plates. Among the Kirchhoff 9 DOF elements, the discrete Kirchhoff theory element was the best. Element distortion and the aspect ratio were shown to have negligible effects on the displacement behaviour. The Specht's element resulted in better results than the Bergan's but it was sensitive to the aspect ratio. The element based on the hybrid stress method also resulted in good results but it assumed to be less reliable. Among the linear Mindlin elements, the discrete shear triangle was the best in view of reliability, accuracy and convergence. Since the thin plate behaviour of it was as good as the DKT element, it can be used effectively in the finite element code regardless of the thickness. As a quadratic Mindlin element, the MITC7 element resulted in best results in almost all cases considered. The results were at least as good as those of doubly refined meshes of linear elements.

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다층 층간분리된 적층 판의 유한요소 자유진동해석 (Finite Element Analysis for Free Vibration of Laminated Plates Containing Multi-Delamination)

  • Taehyo Park;Seokoh Ma
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.37-44
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    • 2003
  • In this proposed work, computational, finite element model far multi-delaminated plates will be developed. In the current analysis procedures of multi-delaminated plates, different elements are used at delaminated and undelaminated region separately. In the undelaminated region, plate element based on Mindlin plate theory is used in order to obtain accurate results of out-of-plane displacement of thick plate. And for delaminated region, plate element based on Kirchhoff plate theory is considered. To satisfy the displacement continuity conditions, displacement vector based on Kirchhoff theory is transformed to displacement of transition element. Element mass and stiffness matrices of each region (delaminated, undelaminated and transition region) will be assembled for global matrix.

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개구부를 갖는 콘크리트 전단벽의 탄성안정 (Elastic Stability of Perforated Concrete Shear Wall)

  • 김준희;김순철
    • 전산구조공학
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    • 제11권1호
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    • pp.251-259
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    • 1998
  • 개구부를 갖는 콘크리트 전단벽을 두께가 얇은 직사각형 평판으로 모델화하였다. 판의 두가지 경계조건에 대한 안정해석 결과를 판좌굴계수 k로 표시하였다. 경계조건이 다른 변수로는 휨으로 인한 힘/연직하중비 .alpha., 수평 전단력/연직하중비 .betha. 및 개구부의 위치 및 크기 변화이다. 유한요소법에 의한 결과를 얻기 위하여 예제의 판을 27*9의 정사각형 요소로 분할하였으며 node에서 3가지 자유도를 갖는 c.deg. 유한요소를 택하였다. 일반적으로 개구부의 크기가 증가함에 따라 판 개구부가 판 중앙에서 자유연(free edge)으로 접근할수록 좌굴계수는 감소하는 현상을 보이고 있다.

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사다리꼴형 주름판의 엄밀강성 및 자유진동 해석 (Analysis on Exact Rigidity and Free Vibration of Trapezoidal Corrugated Plates)

  • 김영완;정강
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제26권7호
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    • pp.787-794
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    • 2016
  • In this study, the exact rigidity and the free vibration of trapezoidal corrugated plate are analyzed by being based on the Kirchhoff's plate theory and the Ritz method. The previous rigidity of corrugated plate analyzed by considering just a geometric characteristic, a basic assumption and an equivalent idea can cause large errors in practical behaviors. Accordingly, the exact rigidity supplemented by correction factors of the theoretical rigidity is needed. Therefore an analysis on the exact rigidity and the free vibration using the rigidity for the plate is performed in this paper.

생브낭의 원리를 이용한 응력해석 개선 (A Novel Methodology of Improving Stress Prediction via Saint-Venant's Principle)

  • 김준식;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.149-156
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    • 2011
  • 본 논문에서는 생브낭의 원리를 이용하여 보/판/쉘 등의 구조물에서 응력분포를 후처리함으로써 개선할 수 있는 방법을 개발하였다. 생브낭의 원리에 따르면, 주어진 탄성문제에 대해서 실제의 응력분포에 상관없이 합응력들로 문제를 기술할 수 있다. 현재까지 알려진 바에 따르면 유일하게 점근적으로 타당한 이론들은 Euler-Bernoulli(E-B) 보이론과 Kirchhoff-Love(K-L) 판이론 등이 있다. 많은 공학적 문제들이 이 두 이론들에 기초하여 해석되어 왔음은 주지의 사실이다. 하지만, 현대의 공학 문제들은 보다 정확한 해석기법을 요구한다. 본 연구에서는 자유도가 상대적으로 많은 고차이론 등을 사용하지 않고, 고전적인 E-B 또는 K-L 해석결과를 합응력 등가의 원리를 이용하여 후처리함으로써 변위 및 응력분포를 정확하게 예측할 수 있는 방법을 개발하였고, 이방성 보 수치예제를 통해 제안된 방법론을 탄성해석법과 비교 검증하였다.