• Title, Summary, Keyword: 비선형 유한요소해석

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The Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Lightweight Concrete Beam (경량콘크리트 보의 비선형 유한요소해석)

  • 이호경;곽윤근
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.3
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    • pp.219-226
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    • 1998
  • 본 연구에서는 경량콘크리트보의 거동을 연구하는데 적용될 수 있는 비선형해석이 나타나있다. 콘크리트에 대한 2축 실험 자료를 사용하여 경량콘크리트의 구성모델을 만들었다. 구성모델에서 콘크리트의 비선형성은 주응력비에 따른 강도증감계수와 탄성계수의 변화에 따른 비선형저감계수를 사용하여 나타내었다. 유한요소 모델해석에서 콘크리트는 8절점을 가진 사각형요소로 하고 철근은 1차원 선형요소로 가정하여 해석하였다. 유한요소해석으로부터 얻어진 수치해석결과와 실험실에서 행한 실험결과를 비교하였다.

Geometrically Non-Linear Analysis of Space Frames Considering Finite Rotations (유한회전을 고려한 공간뼈대의 기하학적 비선형해석)

  • Chu, Seok Beom
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.9 no.1
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    • pp.81-94
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    • 1997
  • 본 연구에서는 유한 회전에 의한 효과를 고려한 곡선 보요소를 개발하고, 이 요소를 이용하여 공간뼈대 구조물의 기하학적 비선형 해석을 수행하였다. 이 곡선 보요소는 증분 변위장에 Rodriguez의 2차 유한 회전항을 포함시킴으로써, 유한 회전에 의한 기하학적 평형을 유지하도록 하였다. 대변형 해석을 위하여 Total Lagrangian 방법이 적용되었으며, 비선형 해석을 수행하기 위한 알고리즘으로는, 여러개의 임계점을 갖는 비선형 거동가지도 추적할 수 있도록 하중 및 변위 증분의 조합법이 사용되었다. 공간 뼈대 구조물의 해석 예제를 통하여, 기하학적 비선형 해석에서 발생하는 유한 회전에 의한 효과를 확인하고, 본 연구에서 제안한 유한요소의 효율성 및 비선형 알고리즘으로 선택한 하중 및 변위 증분의 조합법의 적용성을 입증하였다.

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Nonlinear Finite Element-Boundary Element Analysis of Multi-Layered Structural Systems (유한요소와 경계요소의 조합에 의한 다층 구조계의 비선형 해석)

  • 김문겸;허택녕;이상도
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.4
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    • pp.57-67
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    • 1994
  • It is usual that underground structures are constructed within a multi-layered medium. In this paper, an efficient numerical modelling of multi-layered structural systems is studied using coupled analysis of finite elements and boundary elements. The finite elements are applied to the area in which the material nonlinearity dominates, and the boundary elements are applied to the far field where the nonlinearity is relatively weak. In the boundary element modelling of the multi-layered medium, fundamental solutions are not readily available. Thus, methods which can utilize existing Kelvin solutions are sought for the interior multi-layered domain problem. The interior domain problem which has piecewise homogeneous layers is analyzed using boundary elements with Kelvin solution, by discretizing each homogeneous subdomain and enforcing compatibility and equilibrium conditions between interfaces. Developed methodology is verified by comparing its results with those from the finite element analysis and it is concluded that coupled analysis using boundary elements and finite elements can be reasonable and efficient.

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Large Deformation and Inelastic Analysis of API X80 Steel (API X80 강의 대변형 비선형 해석)

  • Lee, Seung-Jung;Yoon, Young-Cheol;Zi, Goang-Seup;Cho, Woo-Yeon;Yu, Seong-Mun
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.375-378
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    • 2009
  • 본 논문에서는 API X80 강의 대변형 비선형 거동을 모사하기 위해 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 고강도 강재의 거동을 모사하기 위해 GTN(Gurson-Tvergaad-Needleman) 모델을 사용하였으며, 비선형 해석을 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 User Subroutine의 사용자 재료모델(UMAT)을 연계하여 사용하였다. 해석결과와 인장실험의 결과와의 비교를 통해 GTN 모델에서 사용되는 재료모델 상수를 도출하였고, 도출된 값들은 개발된 사용자 재료모델과 함께 API X80 강의 각종 실험을 모사하고 대변형 상황의 강재 파이프의 거동을 분석하는데 유용하게 사용될 수 있다.

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비선형 유한요소-경계요소 조합에 의한 사용 후 핵연료 폐기 저장고 주변 암반 해석

  • 김문겸;허택녕;김민규
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • pp.805-812
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    • 1995
  • 산업의 다변화로 인한 에너지의 수요는 증가하고 있고 이에 따라 핵연료의 사용과 사용 후 연료의 안전한 처분은 큰 관심사가 되고 있다. 본 연구에서는 사용후 핵연료의 폐기에 따른 지하동굴의 해석을 비선형 유한요소와 경계요소의 조합에 의하여 수행하였다. 지하 암반의 열 하중에 의한 거동을 해석하기 위해 응력이 집중되는 대상영역은 유한요소로, 무한영역에는 경계요소를 적용하여 해석하였다.

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Seismic Performance Assessment of RC Bridges using Nonlinear Finite Element Analysis (비선형 유한요소해석을 이용한 철근콘크리트 교량의 내진성능평가)

  • Kim, Tae-Hoon;Shin, Hyun-Mock
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.10 no.2
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    • pp.31-38
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    • 2006
  • The purpose of this study is to assess the seismic performance of reinforced concrete bridges using nonlinear finite element analysis. The accuracy and objectivity of the assessment process may be enhanced by the use of sophisticated nonlinear finite element analysis program. A computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. The smeared crack approach is incorporated. The proposed numerical method is applied to reinforced concrete bridges and compared.

A New Hybrid Method for Nonlinear Soil-Structure Interaction Analysis (비선형 지반-구조물 상호작용해석을 위한 새로운 복합법)

  • 김재민;최준성;이종세
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.6
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • This paper presents a novel hybrid time-frequency-domain method for nonlinear soil-structure interaction(SSI) analysis. It employs, in a practical manner, a computer code for equivalent linear SSI analysis and a general-purpose nonlinear finite element program. The proposed method first (calculates dynamic responses on a truncated finite element boundary utilizing an equivalent linear SSI program in the frequency domain. Then, a general purpose nonlinear finite element program is employed to analyze the nonlinear SSI problem in the time domain, in which boundary conditions at the truncated boundary are imposed with the responses calculated in the previous frequency domain SSI analysis, In order to validate the proposed method, seismic response analyses are carried out for a 2-D underground subway station in a multi-layered half-space, For the analyses, a equivalent linear SSI code KIESSI-2D is coupled to ANSYS program. The numerical results indicate that the proposed methodology can be a viable solution for nonlinear SSI problems.

Development of an Evaluation Method for the Compressive-Bending Plastic Buckling Capacity of Pipeline Steel Tube (라인파이프 강관의 압축-휨 좌굴 성능 평가 기법 개발)

  • Zi, Goang-Seup;Lee, Seung-Jung;Yoon, Young-Cheol;Hwang, Sang-Soo;Cho, Woo-Yeon
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.613-616
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    • 2010
  • 본 논문에서는 라인파이프 강관의 압축-휨 좌굴 성능 평가 기법을 개발하기 위해 비선형 유한요소해석을 사용하였다. 고강도 강재의 연성거동을 모사하기 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS의 사용자 재료모델을 사용하여 GTN(Gurson-Tvergaad-Needleman) 모델을 작성하였다. 실험결과와의 비교를 통해 재료모델상수를 결정하였으며 압축-휨 좌굴 실험의 모사에 사용하였다. 압축-휨 좌굴 성능 평가는 비선형 유한요소해석의 결과로부터 얻어진 한계압축변형률과 최대휨모멘트를 기준으로 수행될 수 있다. 개발된 성능 평가 기법은 고강도 강재를 이용한 라인파이프의 설계 시 대변형 거동 분석에 유용하게 사용될 수 있다.

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Finite Element Mesh Dependency in Nonlinear Earthquake Analysis of Concrete Dams (콘크리트 댐의 비선형 지진해석에서의 유한요소망 영향)

  • 이지호
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.13 no.6
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    • pp.637-644
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    • 2001
  • A regularization method based on the Duvaut-Lions viscoplastic scheme for plastic-damage and continuum damage models, which provides mesh-independent and well-posed solutions in nonlinear earthquake analysis of concrete dams, is presented. A plastic-damage model regularized using the proposed rate-dependent viscosity method and its original rate-independent version are used for the earthquake damage analysis of a concrete dam to analyze the effect of the regualarization and mesh. The computational analysis shows that the regularized plastic-damage model gives well-posed solutions regardless mesh size and arrangement, while the rate-independent counterpart produces mesh-dependent ill-posed results.

Seismic Performance Assessment of Reinforced Concrete Bridge Columns using Nonlinear Finite Element Analysis (비선형 유한요소해석을 이용한 철근콘크리트 교각의 내진성능평가)

  • Kim, Tae-Hoon;Shin, Hyun-Mock
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.10 no.3
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    • pp.21-33
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    • 2006
  • The purpose of this study is to assess the seismic performance of reinforced concrete bridge columns using nonlinear finite element analysis. The accuracy and objectivity of the assessment process may be enhanced by the use of sophisticated nonlinear finite element analysis program. A computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. Damage index aims to provide a means of quantifying numerically the damage in reinforced concrete bridge columns sustained under earthquake loading. The proposed numerical method for the seismic performance assessment of reinforced concrete bridge columns is verified by comparison with reliable experimental results.