• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.197-208
• /
• 2000

최 등/sup 1)/은 total lagrangian formulation에 근거한 증분 평형방정식을 적용하고, 강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켜 기하학적 비선형 해석시 해의 수렴성을 향상시켰다. 또한 등매개 쉘 유한요소의 단점인 전단구속 현상과 제로 에너지 모드가 발생하는 문제를 극복하기 위하여 가정 변형률장을 적용하여 보강된 판 및 쉘 구조의 비선형 해석법을 개발하였다. 본 연구에서는 잔류응력을 고려한 쉘구조의 극한강도 해석을 수행하기 위하여, 대변형거동과 함께 소성붕괴거동을 추적할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 잔류응력을 고려한 증분평형방정식에 return mapping algorithm을 이용한 탄소성 해석법을 결합시켜서 보강된 판 및 쉘구조의 극한거동을 파악한다. 수치해석 예제를 통하여 본 연구에서 제시된 유한요소 및 비선형 해석 알고리즘에 대한 효율성 및 적용성을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.55-66
• /
• 1999

이연구에서는 반복적인 횡하중이 작용하고 있는 철근콘크리트 기둥의 비선형 이력거동 및 파괴거동을 해석적으로 예측할 수 있는 기법을 제시하였다 하중의 단계에 따라 수반하게 되는 콘크리트의 균일 및 철근의 항복 이로 인한 부착 효과와 골재의 맞물림 현상 및 강도의 감소 등과 같은 특성을 고려한 재료적 비선형성을 고려하였고 기둥부재에 일반적으로 배치되는 구속철근으로 인한 강도의 증가효과를 고려하였다. 여기서 철근콘크리트의 응력-변형도 관계는 분산균열모델에 기초하여 평균값으로 표현된다. 비교적 큰 압축하중과 함께 지진하중과 같이 큰 규모의 횡하중으로 인한 대변위 문제를 고려할 수 있도록 total Lagrangian formulation에 의한 기하학적인 비선형성을 고려하였다. 본 연구에서 작성한 유한요소 해석 프로그램에 의한 결과를 다른 연구자의 실험 결과와 비교함으로써 본 연구에서 제시한 해석기법의 타당성을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제27권1호
• /
• pp.13-25
• /
• 2018

The main objective of this study is to develop a dual approach for geometrically nonlinear finite element analysis of plane truss structures. The geometric nonlinearity is considered using the Total Lagrangian formulation. The nonlinear solution is obtained by introducing and minimizing an objective function subjected to displacement-type constraints. The proposed method can fully trace the whole equilibrium path of geometrically nonlinear plane truss structures not only before the limit point but also after it. No stiffness matrix is used in the main approach and the solution is acquired only based on the direct classical stress-strain formulations. As a result, produced errors caused by linearization and approximation of the main equilibrium equation will be eliminated. The suggested algorithm can predict both pre- and post-buckling behavior of the steel plane truss structures as well as any arbitrary point of equilibrium path. In addition, an equilibrium path with multiple limit points and snap-back phenomenon can be followed in this approach. To demonstrate the accuracy, efficiency and robustness of the proposed procedure, numerical results of the suggested approach are compared with theoretical solution, modified arc-length method, and those of reported in the literature.

• Composites Research
• /
• 제13권1호
• /
• pp.25-32
• /
• 2000

국부압축력을 받는 스트링거 보강 복합적층 만곡 판넬의 좌굴 및 후좌굴 거동을 개발한 유한요소프로그램을 이용하여 해석하였다. 후좌굴 해석은 판넬거동을 세 가지로 나누어 해석하였다. 판넬과 보강재를 모델링 하기 위하여 8절점응축 쉘요소를 도입하고 비선형유한 요소 수식화를 위해 2nd Piola-Kirchhoff 응력텐서와 Lagrangian 변형률 텐서를 채택하였다. 파손 특성을 고려하기 위해 점진적 파손해석을 도입하였다. 국부축하중을 받는 복합적층 만곡 판넬의 좌굴하중 및 좌굴후 극한하중, 국부좌굴과 전체좌굴, 그리고 보강재 영향이 인자별로 해석 비교 된다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제54권3호
• /
• pp.433-451
• /
• 2015

This paper focuses on large deflection static behavior of edge cracked simple supported beams subjected to a non-follower transversal point load at the midpoint of the beam by using the total Lagrangian Timoshenko beam element approximation. The cross section of the beam is circular. The cracked beam is modeled as an assembly of two sub-beams connected through a massless elastic rotational spring. It is known that large deflection problems are geometrically nonlinear problems. The considered highly nonlinear problem is solved considering full geometric non-linearity by using incremental displacement-based finite element method in conjunction with Newton-Raphson iteration method. There is no restriction on the magnitudes of deflections and rotations in contradistinction to von-Karman strain displacement relations of the beam. The beams considered in numerical examples are made of Aluminum. In the study, the effects of the location of crack and the depth of the crack on the non-linear static response of the beam are investigated in detail. The relationships between deflections, end rotational angles, end constraint forces, deflection configuration, Cauchy stresses of the edge-cracked beams and load rising are illustrated in detail in nonlinear case. Also, the difference between the geometrically linear and nonlinear analysis of edge-cracked beam is investigated in detail.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권5호
• /
• pp.485-490
• /
• 2015

구조의 기하학적 비선형해석을 위해 대표적으로 Total Lagrangian, Updated Lagrangian 정식화 기법이 있다. 이러한 고전적인 정식화 과정은 요소의 변형률을 가정하는 방법에 따라 그리고 요소의 절점 수에 따라 추가의 수학적 정식화 과정이 요구된다. 하지만 비교적 최근에 정립된 Co-roational(CR) 이론은 기 존재하는 보, 판, 쉘 요소에 독립적으로 요소 절점자유도에 따라 일정하게 적용하여 대변위, 작은 변형률을 갖는 구조의 기하비선형 해석을 가능케 한다. 본 논문에서는 회전자유도를 갖는 삼각평면요소에 대한 CR 기법을 정식화하였고 동적해석으로 확장하여 이를 상용프로그램과 검증하였다. 해석에 사용한 삼각평면요소는 OPtimal Triangular(OPT) 평면요소이다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제30권6호
• /
• pp.493-516
• /
• 2019

This paper is dedicated to nonlinear static and free vibration analysis of Uniform Distributed Carbon Nanotube Reinforced Composite (UD-CNTRC) structures under in-plane loading. The authors have suggested an efficient six-node triangular element. Mixed Interpolation of Tensorial Components (MITC) approach is employed to alleviate the membrane locking phenomena. Moreover, the behavior of the well-known LST element is considerably improved by applying an additional linear interpolation on the strain fields. Based on the rule of mixture, the properties of CNTRC are obtained. In this study, only the uniform distributed CNTs are employed through the thickness direction of element. To achieve the natural frequencies and shape modes, the eigenvalue problem is also solved. Using Total Lagrangian Principles, large amplitude free vibration is considered based on the first normalized mode shape of structure. Different well-known plane problem benchmarks and some proposed ones are studied to validate the accuracy and capability of authors' formulations. In addition, the effects of length to the height ratio of beam, CNT's characteristics, support conditions and normalized amplitude parameter on the linear and nonlinear vibration parameters are investigated.

• 소성∙가공
• /
• 제7권3호
• /
• pp.233-245
• /
• 1998

A new approach has been proposed for the incremental analysis of the nonsteady state large deformation of planar anisotropic elastic-plastic sheet forming. A mathematical brief review of a constitutive law for the incremental deformation theory has been presented from flow theory using the minimum plastic work path for elastic-plastic material. Since the material embedded coordinate system(Lagrangian quantity) is used in the proposed theory the stress integration procedure is completely objective. A new return mapping algorithm has been also developed from the general midpoint rule so as to achieve numerically large strain increment by successive control of yield function residuals. Some numerical tests for the return mapping algorithm were performed using Barlat's six component anisotropic stress potential. Performance of the proposed algorithm was shown to be good and stable for a large strain increment, For planar anisotropic sheet forming updating algorithm of planar anisotropic axes has been newly proposed. In order to show the effectiveness and validity of the present formulation earing simulation for a cylindrical cup drawing and front fender stamping analysis are performed. From the results it has been shown that the present formulation can provide a good basis for analysis for analysis of elastic-plastic sheet metal forming processes.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 1991

본 연구에서는 고속 대변형 탄소성 변형 과정을 해석할 수 있는 프로그램(NET )을 개발하고 이것을 실린더 및 링 성형 문제에 적용하여 마찰 및 관성 효과가 변형 거동에 미치는 영향을 규명하여 보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.47-52
• /
• 2005

이 논문은 열폭발 실험에서의 열적, 화학적, 기계적 행동의 결과에 대한 3차원 모델 결과를 나타낸다. 폭발이 관찰되기 전까지 제한된 고 폭발물은 시간당 $1^{\circ}C$의 비율로 가열된다. 임의의 Lagrangian-Euler 코드를 사용하여 모델링된 가열, 점화 그리고, deflagration 단계는 구조적에서 동적인 hydro 시간단계까지 변하는 넓은 범위의 시간 영역에서 다루어 질수 있다. Johnson-Cook Failure Model (JCFM)에 실험적 고장분포를 더하여 폭발기기의 균열방향과 fragment의 크기를 예측할 수 있는 모델을 개발한다.