• 제목/요약/키워드: p version

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P-version 유한요소법에 의한 피로균열해석 (Fatigue Crack Propagation Analysis by P-Version of Finite Element Method)

  • 우광성;이채규
    • 전산구조공학
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    • 제5권3호
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    • pp.97-103
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    • 1992
  • 철도, 항공 및 기계구조물등의 많은 설계문제에서는 반복하중의 영향을 받기 때문에 제조와 품질제어 공정에서 특히, 반복하중의 영향이 심한 구조부품의 피로균열에 대한 연구가 충분히 선행되어야 한다. Paris법칙에서 응력확대계수범위 .DELTA.K에 10%오차를 수반하면 피로수명 N에는 50%정도의 오차를 초래할 만큼 민감도가 매우 크다. 그러나, 선형탄성파괴역학에 근거한 p-version 유한요소법은 응력확대계수를 산정하는데 있어서 종래의 h-version 유한요소법에 비해 훨씬 적합함이 증명되고 있다. 제안된 해석법의 효율성을 입증하기 위해 철도차량의 연결접합부에 있는 T-joint부위의 피로균열해석과 원공이 있는 유한판의 원공주위에서 발생되는 균열해석이 수행되었다.

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Reissner-Mindlin 평판의 hp-Version 유한요소해석 (hp-Version of the Finite Element Analysis for Reissner-Mindlin Plates)

  • 우광성;이기덕;고만기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.151-160
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    • 1993
  • 본 논문에서는 Reissner-Mindlin 평판이론에 근거한 계층적 $C^{\circ}$-평판요소가 제안되었다. 적분형 르장드르 형상함수에 근거한 계층요소를 제안하는 이유는 종래의 h-version 유한요소법의 개념 을 사용하여 전단구속 효과등에 대한 해의 정확도 및 수치안정성을 확보할 수 있는 요소를 만드는데 여전히 어려움이 수반되기 때문이다. 적응적 체눈 p-세분화와 선택적 형상함수 차수 p의 분포를 사용하는 hp-version 유한요소법을 사용하여 내부주변은 자유단의 개구부를 갖고, 외부주변이 단순지지된 L-형 평판해석을 수행하였는데 종래의 h-version 유한요소법에 비해 우월한 수렴성과 전단구속을 피할 수 있는 등의 알고리즘 효율성을 보여 주고 있다.

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재료적 비선형을 고려한 Ρ-Version 유한요소해석 (Ρ-Version Finite Element Analysis for Material Nonlinearity)

  • 정우성;홍종현;우광성;신영식
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.71-78
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    • 1997
  • The high precision analysis by the p-version of the finite element method are fairly well established as highly efficient method for linear elastic problems, especially in the presence of stress singularity. It has been noted that the merits of p-version are accuracy, modeling simplicity, robustness, and savings in user's and CPU time. However, little has been done to exploit their benefits in elasto-plastic analysis. In this paper, the p-version finite element model is proposed for the materially nonlinear analysis that is based on the incremental theory of plasticity, the associated flow rule, and von-Mises yield criteria. To obtain the solution of nonlinear equation, the Newton-Raphson method and initial stiffness method, etc are used. Several numerical examples are tested with the help of the square plates with cutout, the thick-walled cylinder under internal pressure, and the center cracked plate under tensile loading. Those results are compared with the there cal solutions and the numerical solutions of ADINA software.

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p-Version 비선형 유한요소모텔에 의한 2방향 철근 콘크리트 슬래브의 역학적 거동해석 (Structural Behavior Analysis of Two-way RC Slabs by p-Version Nonlinear Finite Element Model)

  • 조진구;박진환
    • 한국농공학회논문집
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    • 제47권4호
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    • pp.15-24
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    • 2005
  • This study is focused on modeling to predict the behavior of two-way RC slabs. A new finite element model will be presented to analyze the nonlinear behavior of RC slabs. The numerical approach is based on the p-version degenerate shell element including theory of anisotropic laminated composites, theory of materially and geometrically nonlinear plates. In the nonlinear formulation of this model, the total Lagrangian formulation is adopted with large deflections and moderate rotations being accounted for in the sense of von Karman hypothesis. The material model is based on the Kuper's yield criterion, hardening rule, and crushing condition. The validity of the proposed p-version nonlinear RC finite element model is demonstrated through the load-deflection curves and the ultimate loads. It is shown that the proposed model is able to adequately predict the deflection and ultimate load of two-way slabs with respect to steel arrangements and steel ratios.

ERROR ANALYSIS OF THE hp-VERSION UNDER NUMERICAL INTEGRATIONS FOR NON-CONSTANT COEFFICIENTS

  • KIM, IK-SUNG
    • 호남수학학술지
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    • 제27권2호
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    • pp.317-332
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    • 2005
  • In this paper we consider the hp-version to solve non-constant coefficients elliptic equations on a bounded, convex polygonal domain ${\Omega}$ in $R^2$. A family $G_p=\{I_m\}$ of numerical quadrature rules satisfying certain properties can be used for calculating the integrals. When the numerical quadrature rules $I_m{\in}G_p$ are used for computing the integrals in the stiffness matrix of the variational form we will give its variational form and derive an error estimate of ${\parallel}u-{\widetilde{u}}^h_p{\parallel}_{1,{\Omega}$.

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일반화가능도 이론을 이용한 집단논리적사고력검사(GALT)의 신뢰도 분석 (An Analysis of the Reliability of Group Assessment of Logical Thinking (GALT) using Generalizability Theory)

  • 류춘렬;이용근
    • 한국지구과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.95-105
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 집단논리적사고력검사의 이용 목적에 따라 일반화가능도이론을 적용하여 문항과 피험자만을 고려한 단일국면의 오차원, 그리고 문항과 피험자, 그리고 영역을 고려한 다국면의 오차원을 분석하는 데 있다. 연구는 지방 소재 초 중 고등학생 총 1016명을 대상으로 이루어졌으며, 21문항의 GALT 완본을 40분 동안 실시하고, 이 중 축소본에 해당하는 12문항을 별도로 추출하여 일반화가능도이론을 이용한 신뢰도 분석에 이용하였다. 자료의 분석을 위해 일반화가능도이론을 적용하여 $p{\times}i$설계와 $p{\times}(i:h)$설계로 나누어 G 연구와 D 연구를 실시하였다. 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 완본과 축소본을 $p{\times}I$설계로 D 연구를 수행한 결과 완본의 경우 21문항을 평가했을 때 0.87로 적정 수준의 일반화가능도 계수인 0.80을 상회하였으며, 13문항에서도 적정 수준의 일반화가능도 계수에 도달하였다. 축소본의 경우 12문항을 평가했을 때 0.77로 적정 수준의 일반화가능도 계수에 미치지 못하였으며, 최소 15문항 이상에서 신뢰도가 적정 수준에 도달하였다. 둘째, 축소본을 $p{\times}(I:H)$설계로 D 연구를 수행한 결과 6영역에 대해 영역별로 2문항씩 구성될 경우 0.71로 적정 수준의 일반화가능도계수인 0.80 보다 낮게 측정되었으며, 최소 영역별 5문항 이상에서 신뢰도가 적정 수준에 도달하였다.

p-Version 비선형 해석에 의한 팻취보강된 RC구조물의 극한강도 산정 (Ultimate Load of RC Structures Bonded with the Soffit Plate by p-Version Nonlinear Analysis)

  • 안재석;박진환;홍종현;우광성
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.365-372
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    • 2004
  • A new finite element model will be presented to analyze the nonlinear behavior of not only RC beams and slabs, but also RC beams strengthened by a patch repair. The numerical approach is based on the p-version degenerate shell element including theory of anisotropic laminated composites, theory of materially and geometrically nonlinear plates. In the nonlinear formulation of this model, the total Lagrangian formulation is adopted with large deflections and moderate rotations being accounted for in the sense of von Karman hypothesis. The material model is based on hardening rule, crushing condition, plate-end debonding strength model and so on. The Gauss-Lobatto numerical quadrature is applied to calculate the stresses at the nodal points instead of Gauss points. The validity of the proposed p-version finite element model is demonstrated through several numerical examples for the load-deflection curves, the ultimate loads, and the failure modes of reinforced connote slabs and RC beams bonded with steel plates or FRP plates compared with available experimental and numerical results.

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Stress intensity factors for 3-D axisymmetric bodies containing cracks by p-version of F.E.M.

  • Woo, Kwang S.;Jung, Woo S.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제2권3호
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    • pp.245-256
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    • 1994
  • A new axisymmetric crack model is proposed on the basis of p-version of the finite element method limited to theory of small scale yielding. To this end, axisymmetric stress element is formulated by integrals of Legendre polynomial which has hierarchical nature and orthogonality relationship. The virtual crack extension method has been adopted to calculate the stress intensity factors for 3-D axisymmetric cracked bodies where the potential energy change as a function of position along the crack front is calculated. The sensitivity with respect to the aspect ratio and Poisson locking has been tested to ascertain the robustness of p-version axisymmetric element. Also, the limit value that is an exact solution obtained by FEM when degree of freedom is infinite can be estimated using the extrapolation equation based on error prediction in energy norm. Numerical examples of thick-walled cylinder, axisymmetric crack in a round bar and internal part-thorough cracked pipes are tested with high precision.

THE HP-VERSION OF THE FINITE ELEMENT METHOD UNDER NUMERICAL QUADRATURE RULES

  • Kim, Ik-Sung
    • East Asian mathematical journal
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    • 제14권1호
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    • pp.63-76
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    • 1998
  • we consider the hp-version to solve non-constant coefficients elliptic equations $-div(a{\nabla}u)=f$ with Dirichlet boundary conditions on a bounded polygonal domain $\Omega$ in $R^2$. In [6], M. Suri obtained an optimal error-estimate for the hp-version: ${\parallel}u-u^h_p{\parallel}_{1,\Omega}{\leq}Cp^{(\sigma-1)}h^{min(p,\sigma-1)}{\parallel}u{\parallel}_{\sigma,\Omega}$. This optimal result follows under the assumption that all integrations are performed exactly. In practice, the integrals are seldom computed exactly. The numerical quadrature rule scheme is needed to compute the integrals in the variational formulation of the discrete problem. In this paper we consider a family $G_p=\{I_m\}$ of numerical quadrature rules satisfying certain properties, which can be used for calculating the integrals. Under the numerical quadrature rules we will give the variational form of our non-constant coefficients elliptic problem and derive an error estimate of ${\parallel}u-\tilde{u}^h_p{\parallel}_{1,\Omega}$.

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