KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Formulation of Dynamic Cyclic Plasticity Model for SM490 and Its Application to 3-Dimensional Elastic-Plastic Finite Element Analysis

SM490강재의 동적반복소성모델의 정식화 및 3차원 탄소성 유한요소해석의 적용

  • 장경호 (중앙대학교 공과대학 건설환경공학과) ;
  • 장갑철 (중앙대학교 토목공학과)
  • Received : 2005.11.03
  • Accepted : 2005.12.15
  • Published : 2006.05.31
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Abstract

To describe hysteretic behavior of steel structures under dynamic loading such as earthquake, the dynamic cyclic plasticity model considering stress-strain relationship and characteristics of used steel materials under static-dynamic deforming is required. In this paper, mechanical characteristics and stress-strain relationship of SM490 was clarified by carrying out static-dynamic monotonic and cyclic loading test. A dynamic cyclic plasticity model of SM490 was proposed based on the test results and applied 3-dimensional finite element analysis using finite deformation theory. An analytical method developed by the authors was verified validity and accuracy by comparing both analysis and test results. The comparison result shows that the analytical method developed by the authors can predict static-dynamic hysteretic behavior of steel structures with accuracy.

지진과 같은 동적 반복하중을 받는 강구조물의 이력거동을 구현하기 위해서는 사용된 강재의 정 동적 상태에서의 응력-변형률 관계 및 특성을 고려한 동적반복소성모델이 필요하다. 본 연구에서는 SM490강재의 정 동적 단조 및 반복하중 실험을 수행하여 역학적 특성 및 응력-변형률 관계를 명확히 하였다. 그리고 실험결과에 기초하여 SM490강재의 동적반복소성모델을 제안하였으며 이를 유한변위이론에 기초한 3차원 탄소성 유한요소해석에 적용하였다. 실험시편을 모델링하여 정 동적 단조, 반복 및 변형률속도변화에 따른 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였으며 이를 실험결과와 비교하였다. 비교를 통하여 본 연구에서 개발한 해석기법이 강부재의 정 동적 변형상태를 정도있게 예측할 수 있음을 검증하였다.

Keywords

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