Large Deflection and Elastoplastic Analysis of the Plane Framed Structure Using Isoparametric Curved Beam Element

Isoparametric 곡선(曲線) 보요소(要素)를 이용한 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 대변형(大變形) 및 탄소성(彈塑性) 유한요소해석(有限要素解析)

This paper presents a geometrically non-linear and elastoplastic F.E. formulation using a total Lagrangian approach for the two dimensional isoparametric curved beam elements. The beam element is derived by using plane stress elements. The basic element geometry is constructed using the coordinates of the nodes on the element center line and the nodal point normals. The element displacement field is described using two translations of the node on the center line and a rotation about the axes normal to the plane containing the center line of the element. The layered approach is used for the elastoplastic analysis of the plane framed structure with the arbitrary cross section. The iterative load or displacement incremental method for non-linear finite element analysis of the frame structure is used. Numerical examples are presented to demonstrate the behavior and the accuracy of the proposed beam element for geometric and elastoplastic non-linear applications. Comparisons made with present theory and other published data show that tilt' beam element products accurate results with good convergence characteristics.

2차원 곡선보요소를 이용하여 대변형효과 및 탄소성거동을 고려한 유한요소법을 제시한다. Total Lagrangian 방법을 적용하며, 보요소는 평면응력요소로부터 유도된다. 또한, 임의의 단면을 갖는 평면뼈대 구조의 탄소성 해석을 수행하기 위하여 layered approach를 사용한다. 비선형 유한요소해석은 하중증분 또는 변위증분법을 적용한다. 본 연구에서 제안한 보요소의 거동과 정확도를 검증하기 위하여, 다른 문헌의 결과와 본 연구의 결과를 비교 분석한 해석예제를 제시한다.