• 제목/요약/키워드: Updated Lagrangian

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Large displacement Lagrangian mechanics -Part II - Equilibrium principles

  • Underhill, W.R.C.;Dokainish, M.A.;Oravas, G.Ae.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제4권1호
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    • pp.91-107
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    • 1996
  • In Lagrangian mechanics, attention is directed at the body as it moves through space. Each body point is identified by the position it would have if the body were to occupy an arbitrary reference configuration. A result of this approach is that the analyst often describes the body by using quantities that may involve more than one configuration. This is particularly common in incremental calculations and in changes of the choice of reference configuration. With the rise of very powerful computing machinery, the popularity of numerical calculation has become great. Unfortunately, the mechanical theory has been evolved in a piecemeal fashion so that it has become a conglomeration of differently developed patches. The current work presents a unified development of the equilibrium principle. The starting point is the conservation of momentum. All details of configuration are shown. Finally, full dynamic and static forms are presented for total and incremental work.

Pseudo Lagrangian방법(方法)에 의한 비선형(非線型) 보요소(要素)의 대변형(大變形) 해석(解析) (Large Deformation Analysis of Nonlinear Beam Element Based on Pseudo Lagrangian Formulation)

  • 신영식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.29-38
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    • 1990
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 종래(從來)의 일반적(一般的)인 비선형(非線型) 해석(解析) 방법(方法)인 Lagrangian방법(方法)을 개선(改善)한 새로운 Pseudo Lagrangian방법(方法)에 의한 기하학적(幾何學的) 선형(非線型) 보요소(要素)의 정식화(Formulation) 과정을 제시(提示)하고 예제해석(例題解析)을 통한 대변형(大變形) 해석결과(解析結果)를 고찰(考察)하여 Pseudo Lagrangian방법(方法)에 의한 보요소(要素)의 대변형(大變形) 해석(解析)의 타당성(妥當性)과 정확도(正確度)를 검증(檢證)하였다. Pseudo Lagrangian방법(方法)에서는 변형전(變形前) 또는 변형후(變形後)의 상태(狀態)를 기준(基準)로 변형(變形)을 나타내는 Total Lagrangian방법(方法)과는 달리 어떠한 물리적(物理的)인 의미(意味)가 없는 임의(任意)의 Pseudo(가상(假想))변형상태(變形狀態)를 기준(基準)으로 변형(變形)을 나타낸다. 유한요소법(有限要素法)에 의한 비선형(非線形) 해석시(解析時) 일반적(一般的)인 Lagrangian방법(方法)은 각(各) 구조요소(構造要素)에 대한 유한요소(有限要素) Mapping과 변형(變形) Mapping을 따로 수행(遂行)하여야 하는데 비하여 Pseudo Lagrangian방법(方法)에서는 한번의 직접적(直接的) Mapping으로 구조요소(構造要素)의 변형상태(變形狀態)를 나타낸다. 예제분석(例題分析) 결과(結果)는 이 PLF방법(方法)에 의한 비선형(非線型) 정식화가 종래(從來)의 Lagrangian방법(方法)보다 적용성(適用性)이 양호(良好)하며 유도과정(誘導過程)이 간편(簡便)함을 보여주고 있으며 PLF방법(方法)에 의한 보요소(要素)의 비선형(非線型) 해석(解析)이 매우 정확(正確)한 결과(結果)를 나타내고 있음을 입증(立證)하고

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케이블로 지지된 PC뼈대의 시간의존적 비선형 해석 (Time-Dependent Nonlinear Analysis of Cable-Supported Prestressed Concrete Frames)

  • 이재석;강영진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.33-47
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    • 1992
  • 본 논문에서는 케이블로 지지된 프리스트레스트 콘크리트(PC) 뼈대의 시공중의 각 단계를 고려하고 콘크리트와 PC 강재, 케이블 재료의 시간의존적 특성 및 재료의 비선형성과 케이블의 색 및 구조물의 처짐에 의한 기하학적 비선형성도 고려하는 해석방법을 제시했다. 구조물의 비선형거동을 해석하기 위한 운동방정식은 Updated Lagrangian 방식을 이용하여 유도하고 시간의존적인 거동올 해석하기 위해서 시간영역을 시간단계로 나누어 순차적으로 적분했다. 시공중의 각 단계를 표현하기 위해 계속적인 구조계의 변화를 고려했다. 본 논문에서 제시한 해석방법에 근거하여 컴퓨터 프로그램 CFRAME을 개발하고 예제들을 통하여 해석방법의 정당성을 보였다.

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성층권 비행선 기낭 막재료에 대한 비선형 거동 연구 (Non-Linear Behavior Analysis for Stratospheric Airship Envelope)

  • 서영욱;우경식
    • Composites Research
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    • 제18권2호
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    • pp.30-37
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    • 2005
  • 본 논문에서는 평직구조를 갖는 성층권 비행선 기낭의 하중막재에 대한 비선형 유한요소 해석 결과를 기술하였다. 평직구조를 갖는 하중막재의 미세구조를 3차원적으로 구현하였고, Updated Lagrangian 방법을 사용하여 기하학적 비선형성을 고려하였다 계산결과, 큰 변형률에서 비선형해석으로부터 얻은 응력-변형률 곡선은 선형해석의 결과와 큰 차이를 보였다. 또한 응력-변형률 곡선으로부터 얻은 비선형 탄성계수 값은 선형 탄성계수보다 큰 값을 보였는데 그 차이는 섬유의 굴곡도가 작은 경우 더욱 두드러지게 나타났다

대변형 이론을 이용한 액상화 해석에 관한 연구 (A study on the liquefaction analysis using the large deformation theory)

  • 문용;이강일;김태훈;임은상;이용희
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.1348-1357
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    • 2006
  • For the rational aseismatic design of a structure constructed on the ground which has weakness for liquefaction or flow, it is necessary to predict ground deformation as well as force acting on the ground. In general, the prediction of liquefaction is based on solid mechanics while the prediction of flow is basis of fluid mechanics. Since liquefaction and flow occur continuously, unified analysis methods have been developed. Among of them is Rue-elasto plastic model that is based on small deformation theory. This methods, however, is not adequate for such a large deformable ground condition. In this paper, a large deformaion theory using the finite deformation theory proposed by Dietal and the updated lagrangian method is presented. In addition, the applicability of the theory is verified by 1-d consolidation analysis and flow tests.

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소성 대변형 및 이방성 손상의 유한요소해석 (Finite Element Analysis for Plastic Large Deformation and Anisotropic Damage)

  • 노인식;임상전
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.145-156
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    • 1993
  • 대변형, 대회전, 대변형도 문제를 고려한 탄소성-손상 유한요소 정식화 과정을 연구함으로써 구조물의 모든 비선형 거동 및 손상을 합리적으로 예측할 수 있는 수치모형을 개발하였다. 재료의 소성 변형과정에서 발생되는 손상을 합리적으로 고려하기 위하여 연속체 손상역학의 접근방법을 이용하여 구성방정식을 정식화하였으며 Updated Lagrangian 정식화방법, 호장증분법 등의 비선형 강성방정식 해법을 적용하여 2차원 평면문제를 대상으로 하는 탄소성-손상 유한요소해석 프로그램을 구성하였다. 여러가지 예제 계산을 통하여 이 수치모형의 적용성 및 타당성을 검토한 결과 대변형 문제, 손상을 포함하는 재료 비선형문제 공히 합리적인 해석결과를 제시하고 있슴을 확인할 수 있었다.

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편심 보강평판의 기하학적 비선형 해석 (Geometrically Nonlinear Analysis of Eccentrically Stiffened Plate)

  • 이재욱;정기태;양영태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.307-317
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    • 1991
  • 선체구조 및 해양구조물의 기본 구조요소로 사용되는 편심으로 보강된 평판이나 쉘 수조물의 기하하적 비선형 해석에 관한 논문으로서 사용된 유한요소는 격하 쉘요소와 편심된 격하보요소이며 total Lagrange(T.L.)수식과 updated Lagrange(U.L.)수식으로 정식화 하였다. 편심된 보강평판의 비선형 해석에서 사용된 모델은 보강재의 이상화 방법에 따라 평판과 보강재를 격하 쉘요소로 이상화한 모델과 평판은 격하 쉘요소로하고 보강재는 편심된 격하 보요소로 이상화한 모델로 각각 구분하여 비선형 해석을 수행하였으며 해석과정에서 편심 보강평판의 임계하중을 구하고 좌굴 후 비선형 거동을 조사하였다. 해석된 임계 좌굴하중은 선급에서 규정하고 있는 방식의 오일러의 좌굴하중값 보다는 낮게 조사되었다.

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고온 유리의 프레스 성형 공정 시뮬레이션 (Numerical Simulation for Pressing Process of Hot glass)

  • 지석만;최주호;김준범;하덕식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.205-213
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    • 2005
  • This paper addresses a method for numerical simulation in the pressing process of hot glass. Updated Lagrangian finite element formulations are employed for the flow and energy equations to accommodate moving meshes. The model is assumed axi-symmetric and creep flow is assumed due to the high viscosity. Commercial software ANSYS is used to solve the coupled flow and energy equations. Moving contact points as well as free surface during the pressing are effectively calculated and updated by utilizing API functions of CAD software Unigraphics. The mesh distortion problem near the wall is overcome by automatic remeshing, and the temperatures of the new mesh are conveniently interpolated by using a unique function of ANSYS. The developed model is applied to the pressing process of TV glasses. In conclusion, the presented method shows that the pressing process accompanying moving boundary can be simulated by effectively combining general purpose software without resorting to special dedicated codes.

$C^1$보요소를 이용한 유연매체의 기하비선형 해석 (Geometric Nonlinear Analysis of Flexible Media Using $C^1$ Beam Element)

  • 지중근;홍성권;장용훈;박노철;박영필
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.326-329
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    • 2005
  • In the development of sheet-handling .machinery, it is important to predict the static and dynamic behavior of the sheets with a high degree of reliability because the sheets are fed and stacked at suck a high speed flexible media behaves geometric nonlinearity of large displacement and small strain. In this paper, static analysis of flexible media are performed by FEM considering geometric nonlinearity. Linear stiffness matrix and geometric nonlinear stiffness matrix based m the updated Lagrangian approach are derived using $C^1$ beam element and numerical simulations are performed by Updated Newton-Raphson(UNR) method.

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비대칭단면을 갖는 박벽 공간뼈대구조의 횡-비틂 후좌굴 유한요소해석 (Lateral-Torsional Post-Buckling Analyses of Thin-Walled Space Frames with Non-symmetric Sections)

  • 박효기;김성보;김문영;장승필
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권2호통권39호
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    • pp.153-165
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    • 1999
  • 비대칭단면을 갖는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소 해석법을 제시한다. 대변형효과를 고려한 연속체의 증분평형방정식으로부터, 도심에서 정의되는 딤(warping)함수를 고려하고 유한한 회전각의 2차항 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian co-rotational formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회 전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다.

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