• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.183-190
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• 2000

본 연구에서는 피에조콘 시험의 유한요소해석을 점탄소성 bounding surface 구성모델과 large displacement large deformation 개념을 이용하여 수행하였다. 이에 따라 구성모델, 가상일의 방정식 및 관련 유한요소 식 등을 Updated Lagrangian reference frame에서 formulation 하였으며 지반의 거동은 theory of mixtures를 통하여 설명하였다. Theory of mixtures 역시 Updated Lagrangian reference frame에서 formulation하였다. 구성모델 중 점성 부분이 전체 formulation 과정에 중요한 영향을 미친다는 사실이 고찰되었다. 유한요소 해석의 결과는 실내에서 실시한 대형 모델시험의 결과와 비교, 분석하였다. Formulation 과정은 'I' 결과는 'II'에서 설명된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제51권4호
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• pp.601-625
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• 2014

Based on continuum mechanics and the principle of virtual displacements, incremental total Lagrangian formulation (T.L.) and incremental updated Lagrangian formulation (U.L.) were presented. Both T.L. and U.L. considered the large displacement stiffness matrix, which was modified to be symmetrical matrix. According to the incremental updated Lagrangian formulation, small strain, large displacement, finite rotation of three dimensional Timoshenko fiber beam element tangent stiffness matrix was developed. Considering large displacement and finite rotation, a new type of tangent stiffness matrix of the beam element was developed. According to the basic assumption of plane section, the displacement field of an arbitrary fiber was presented in terms of nodal displacement of centroid of cross-area. In addition, shear deformation effect was taken account. Furthermore, a nonlinear finite element method program has been developed and several examples were tested to demonstrate the accuracy and generality of the three dimensional beam element.

• 소성∙가공
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• 제3권2호
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• pp.156-166
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• 1994

An arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) finite element method has been developed. The finite element formation is derived and implemented for rigid-viscoplastic materials. The developed computer program is applied to the analysis of axisymmetric square die extrusion, which has many difficulties with updated Lagrangian approach. The results are compared with those from updated Largrangian approach. The results are compared with those from updated Lagrangian finite element program. Updating scheme of time dependent variables and mesh control are also examined.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.820-830
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• 1989

본 논문에서는 타이어의 각 부분의 물성치 계산을 위한 식을 유한요소법에 적용할 수 있도록 제안하였다. 이 식은 강철 코드의 굽힙효과를 고려 하였으며, 특히 각 요소에서 전단변형이 일어나는 동안의 굽힘효과를 고려하였다. 유한요소 공식화는 가상일의 원리에 의하여 평형 방정식으로부터 유도하였고, Updated refer- ence coordinate에 대해 증분해석을 적용하여 Updated Lagrangian공식화를 하였다. 그리고 차량하중에 의하여 타이어가 노면에 접지될때의 응력상태를 게산할 수 있도록 접촉문제 공식화를 유한요소 공식화에 첨가 하였다.

• 소성∙가공
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• 제5권1호
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• pp.55-60
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• 1996

In the finite element analysis of metal forming processes the updated Lagrangian approach has been widely and effectively used to simulate the non-steady state problems. however some difficulties have arisen from abrupt flow change as in extrusion through square dies. In the present work an ALE(arbitrary Lagrangian-Euleria) finite element formulation for deforma-tion analysis are presented fro rigid-viscoplastic materials. The developed finite element program is applied to the isothermal analysis of square die extrusion of a square section. The computational results are compared with those by the updated Lagrangian finite element analysis.

• Coupled systems mechanics
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• 제7권5호
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• pp.583-610
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• 2018

This paper discusses the issues associated with modeling frictional contact between solid bodies undergoing large deformations. The most common model for friction on contact interfaces in solid mechanics is the Coulomb friction model, in which two distinct responses are possible: stick and slip. Handling the transition between these two phases computationally has been a source of algorithmic instability, lack of convergence and non-unique solutions, particularly in the presence of large deformations. Most computational models for frictional contact have used penalty or updated Lagrangian approaches to enforce frictional contact conditions. These two approaches, however, present some computational challenges due to conditioning issues in penalty-type implementations and the iterative nature of the updated Lagrangian formulation, which, particularly in large simulations, may lead to relatively slow convergence. Alternatively, a plasticity-inspired implementation of frictional contact has been shown to handle the stick-slip conditions in a local, algorithmically efficient manner that substantially reduces computational cost and successfully avoids the issues of instability and lack of convergence often reported with other methods (Laursen and Simo 1993). The formulation of this approach, however, has been limited to the small deformations realm, a fact that severely limited its application to contact problems where large deformations are expected. In this paper, we present an algorithmically consistent formulation of this method that preserves its key advantages, while extending its application to the realm of large-deformation contact problems. We show that the method produces results similar to the augmented Lagrangian formulation at a reduced computational cost.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.191-199
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• 2000

본 연구에서는 피에조콘 시험의 유한요소해석을 수행하였다. 이를 위하여 점탄소성 bounding surface 모델, 가상일의 방정식(virtual work equation) 및 theory of mixtures를 Updated Lagrangian reference frame에서 formulation하였다. 결과적으로 구성된 유한요소 formulation을 컴퓨터 프로그래밍 하였으며 유한요소해석에서 얻은 콘 저항치, 과잉간극수압 및 간극수압소산 등의 결과를 실험치와 비교 분석하였으며 피에조콘 주변의 응력, 변형율 및 과잉간극수압의 contour를 유한요소해석에서 구하여 이를 고찰하였다. 비등방성 및 점성이 추가된 구성모델을 사용함으로서 응력의 비등방성 및 관입속도를 효과적으로 simulation할 수 있었다. 유한요소 Formulation 과정은 'I' 결과는 'II'에서 설명된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.89-99
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• 2001

본 연구에서는 가장 널리 사용되고 있는 지반모델인 Modified Cam-Clay 모델을 이용하여 피에조콘 관입 및 소산시험의 수치해석을 수행하였다. Modified Cam-Clay 모델 및 관련 유한요소 식들을 피에조콘 관입의 대변형 현상을 고려하기 위하여 Updated Lagrangian frame에서 formulation 하였다. 유한요소 해석 결과 얻어진 콘 관입저항치, 간극수압 및 소산곡선을 양산지역 현장 시험결과와 비교 분석하였다. 수치해석 결과는 시험결과와 비교적 잘 부합하는 것으로 고찰되었으나 보다 현실에 근접한 simulation을 위하여 연속적인 깊은 관입의 적절한 수치해석적 modeling이 요구되는 것으로 고찰되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.195-202
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• 2012

기하학적 비선형성을 고려한 두 개의 비선형 프레임요소의 co-rotational 정식화 과정을 제시한다. 운동학적으로 엄밀한 첫 번째 프레임요소는 변형된 상태의 총 변형성분으로부터 부재력을 산정하며, 정확한 접선강성행렬을 적용한다. 아울러 total Lagrangian 및 updated Lagrangian 정식화에 따른 첫 번째 요소의 엄밀한 접선강성행렬이 동일하다는 것을 보인다. 이에 반하여 두 번째 프레임요소는 절점과 절점사이의 변형을 무시하고 직선으로 가정하여 근사적인 접선강성행렬을 산정하고, 반복계산 시 증분변위로 부터 증분부재력을 구하여 총부재력을 산정한다. 두 개의 수치예제를 통해 첫 번째 프레임 요소가 기하비선형 거동을 추적하는데 있어서 더 정확하고 성능이 우수하다는 것을 입증한다. 특히 케이블부재의 비선형해석 예제를 통하여 첫 번째 프레임 요소가 휨강성을 고려한 케이블요소로 사용할 수 있음을 보인다.

• 소성∙가공
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• 제14권1호
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• pp.43-48
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• 2005

The production of metal strip with uniform thickness and flatness are two important problems associated thin strip rolling. The thickness and flatness of strip are affected by the flattening of contact surface between strip and roll, the elastic recovery and the bending of roll. Especially, the flatness of the strip is greatly affected by bending deflection of roll. The roll must be designed considered the elastic deformation of roll. This study describes the measurement of thickness and flatness of strip and shows the crown roll for producing flat strip. But it is difficult to produce the crown roller. The cross rolling that is a simple method which can produce the flat strip is introduced and it is found the optimal cross angle for improvement of flatness of plate. These problems are solved by the MARC code on the basis of elastic-plastic material and the updated Lagrangian formulation.