• Title/Summary/Keyword: 비선형 요소

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Nonlinear Analysis of Beam Using Linear Finite Element Method and Dynamic Analysis (선형 유한요소법과 동역학을 연계한 보의 비선형 거동 해석)

  • Jang, Sung-Hee;Lee, Seoung-Soo;Kim, Chang-Wan
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.754-755
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    • 2010
  • 본 논문에서는 선형 유한요소법과 동역학적 해석방법을 연계하여 유연 다물체 보의 거동을 해석하였다. 이 방법은 절대 절점 좌표계를 사용하였고, 몇 가지 수치 예제를 해석해 본 논문에서 설명하는 선형 유한 요소법과 동역학적 연계 해석방법의 타당함을 확인하였다.

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최신 비선형 유한요소해석 S/W들의 토목공학분야 적용사례

  • 김소운
    • Computational Structural Engineering
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    • v.6 no.1
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    • pp.50-56
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    • 1993
  • 본 고에서는 현재 상용화되어 있는 비선형 유한요소해석 S/W들의 주요기능들을 살펴보고 이를 토목공학분야에 적용한 몇몇 대표적 사례들을 소개하고자 한다. 그 기본이론에 있어서는 매우 유사하나 각각의 적용목적에 따라 그 기능이 매우 다변화되어 발달되고 있다. 따라서 본 고에서는 토목공학분야에서 요구되는 기능들을 중심으로 하거나 이를 포함하여 개발되어 상용화되어 있는 DIANA, MARC, ABAQUS 등의 대형 비선형 전용 S/W들을 중심으로 알아보기도 한다.

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Geometrically Non-linear Model in Flexibility Method (유연도법에서의 기하학적 비선형 모델)

  • Kwon, Min-Ho;Kim, Jin-Sup
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.63-66
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    • 2011
  • 유연도법 기반의 공식화에서는 변위영역의 형상함수를 라그랑지언(Lagrangian)보간법에 의한 곡률로부터 횡방향 변위를 유도한다. 곡률변위보간법으로 유도한 매트릭스를 사용한 기하학적 비선형 해석방법과 강성도법을 기반으로 한 비선형 기존의 유한요소 해석 프로그램의 결과를 비교하여 적용이 가능함을 확인하였고, Spacone의 이론을 확장시켜 기하학적 비선형 거동을 예측할 수 있는 유연도법의 알고리즘을 제안하였다. 예제를 통하여 실제 문제에 대한 기하학적 비선형 해석을 수행하였다.

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Analysis of Behavior of Metal Plate Connection by Nonlinear Finite Element Method (비선형 유한요소법을 이용한 메탈 플레이트 접합부의 거동해석)

  • Hyun, Jae-Hyuk;Kun, Gwang-Chul;Lee, Jun-Jae
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • v.27 no.3
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    • pp.23-30
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    • 1999
  • have been many studies to analyze the behavior of metal plate connector that most widely used to connect light frame wood trusses. Finite element method{FEM) was one of the methods for those studies. FEM using linear model may well be applicable to predict the initial slope of load-displacement curve for metal plate connection. However, displacement may be overestimated above experimental results with the increase of load. Therefore, linear model cannot be used for the nonlinear behavior part. To predict real behavior more exactly, nonlinear term was included to FEM model in this study. It was found out that EA and AA mode showed the high agreement between predicted results and experimental ones. However, EE and AE mode showed a little difference between predicted results and experimental ones in nonlinear part. This results might be caused by insufficient reflection of the slip effect. Consequently, the effect of slip shall be considered to approve the accuracy of nonlinear analysis for the behavior of metal plate connection.

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Numerical Analysis on Nonlinear Sloshing Problem using Finite Element Method (유한 요소법을 이용한 비선형 슬러싱 문제 해석)

  • Kyoung Jo-Hyun;Kim Jang-Whan;Cho Seok-Kyu;Bai Kwang-June
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.7 no.4
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    • pp.216-223
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    • 2004
  • A nonlinear sloshing problem is numerically simulated. During excessive sloshing the sloshinginduced impact load can cause a critical damage on the tank structure. A three-dimensional free-surface flow in a tank is formulated in the scope of potential flow theory. The exact nonlinear free-surface condition is satisfied numerically. A finite-element method based on Hamiltons principle is employed as a numerical scheme. The problem is treated as an initial-value problem. The computations are made through an iterative method at each time step. The hydrodynamic loading on the pillar in the tank is computed.

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Geometric and Material Nonlinear Analysis of Single Layer Dome using ABAQUS (유한요소 해석을 이용한 단층 래티스 돔의 비선형비탄성 해석)

  • Kim, Yeon-Tae;Jeong, Mi-Roo;Lee, Jae-Hong
    • Proceeding of KASS Symposium
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    • 2008.05a
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    • pp.119-124
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    • 2008
  • Space structure is a appropriate shape that resists external force only with in-plane force by reducing the influence of bending moment, and it maximizes the effectiveness of structure system. The space structure should be analized by nonlinear analysis regardless static and dynamic analysis because it accompanies large deflection for member. To analyze the structure of the space structure exactly generally geometrically nonlinear and material nonlinear, complex nonlinear analysis are considered. To settle the weakness that geometric nonlinear problem does not consider nonlinear as per trait and position of the structure material and that the nonlinear matter of structure material also does not consider nonlinear as per geometric form. Therefore, In this paper, analysis is considered geometric nonlinear and material nonlinear simultaneous conditioning, and traced load-deflection curve by using ABAQUS which is the general purpose of the finite element program.

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선형 탄성방정식의 유한요소해법과 잠김현상

  • 이창옥
    • Communications of the Korean Mathematical Society
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    • v.16 no.4
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    • pp.543-566
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    • 2001
  • 이차원 선형 탄성방정식을 소개하고 약한 형식 타원성을 보여준다(P-1)순응 유한요소를 사용할 때 나타나는 잠김현상을 설명하고 그 해결책으로서 비순응 유한요소법과 penalty 항을 가진 혼합문제, 일계 최소자승법 등을 소개한다.

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Element Connectivity Based Topology Optimization for Linear Dynamic Compliance (요소 연결 매개법을 이용한 선형 구조물의 동적 컴플라이언스 최적화)

  • Yoon, Gil-Ho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.3
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    • pp.259-265
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    • 2009
  • This paper studies the Element Connectivity Parameterization Method(ECP method) for topology optimization considering dynamic compliance. The previous element density based topology optimization method interpolates Young's modulus with respect to design variables defined in each element for topology optimization. Despite its various applications, these element density based methods suffer from numerical instabilities for nonlinear structure and multiphysics systems. To resolve these instabilities, recently a new numerical method called the Element Connectivity Parameterization(ECP) Method was proposed. Unlike the existing design methods, the ECP method optimizes the connectivities among plane or solid elements and it shows some advantages in topology optimization for both nonlinear structure and multiphysics systems. In this study, the method was expanded for topology optimization for the dynamic compliance by developing a way to model the mass matrix in the framework of the ECP method.

A Study on the Behaviour of Nonlinear Dynamic Absorber (비선형 동흡진기의 동적거동에 관한 연구)

  • 박철희;송석홍;신현재
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.55-58
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    • 1992
  • 일반적으로 기계계 또는 기계요소가 외력을 받아 진동할 때 공진이 문제시 되는 경우가 많다. 이러한 계의 공진 제어에는 주로 댐핑재료(damping material)의 사용이 일반화 되어왔다. 그러나 댐핑재료를 사용한 제어에 있어 서는 계의 특성이나 규모등에 따라 많은 제한요소가 따르는데 특히 구조물 의 규모가 커지거나 복잡해지면, 제어 위치선정에도 어려움이 따르며 그 효 과도 기대하기 어렵다. 다른 방법으로는 기계계의 동적 특성치에 변화를 주 는 것이나, 이를 허용하지 않는 계가 많다. 따라서 이러한 단점들을 보완하 기 위해서 고안된 것이 동흡진기(dynamic absorber)이다. 기존의 선형 동흡 진기[1]는 주공진 부근영역에서 가진되는 계에만 적용이 가능하기 때문에, 흡진기와 기계계의 크기비(ratio)의 결정이 제한적이다. 이런 제한을 극복하 여 비교적 넓은 범위의 가진 주파수에 대해서 최대의 응답을 최소화하기 위 해서는 비선형 동흡진기[5]의 해석이 요구되고 있다. 제어대상의 최적응답을 얻기 위해 흡진기의 크기를 변화시키는 과정을 tuning이라 하는데, 이 과정 을 통해 최적의 감쇠값을 결정할 수 있다. 비선형 흡진기의 장점은 tuning 과정시 비선형 파라미터 변화에 의해 제어가 가능한 영역을 확장할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 동흡진기의 tuning 과정시 흡진기의 크기비와 비선형 파라미터비에 따른 효과를 정규모우드를 활용하여 고찰한 후, 최적의 응답을 통해 비선형 동흡진기의 동적 거동을 연구하였다.

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Material and Geometric Nonlinear Analysis of Plane Structure Using Co-rotational Fiber-section Beam Elements (동시회전의 화이버 단면 보 요소를 이용한 평면 구조물의 재료 및 기하 비선형 해석)

  • Kim, Jeongsoo;Kim, Moon Kyum
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.30 no.3
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    • pp.255-263
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    • 2017
  • This paper presents a beam element capable of conducting material and geometric nonlinear analysis for applications requiring the ultimate behavioral analysis of structures with composite cross-sections. The element formulation is based on co-rotational kinematics to simulate geometrically nonlinear behaviors, and it uses the fiber section method to calculate the stiffness and internal forces of the element. The proposed element was implemented using an in-house numerical program in which an arc-length method was adopted to trace severe nonlinear responses(such as snap-through or snapback), as well as ductile behavior after the peak load. To verify the proposed method of element formulation and the accuracy of the program that was used to employ the element, several numerical studies were conducted and the results from these numerical models were compared with those of three-dimensional continuum models and previous studies, to demonstrate the accuracy and computational efficiency of the element. Additionally, by evaluating an example case of a frame structure with a composite member, the effects of differences between composite material properties such as the elastic modulus ratio and strength ratio were analyzed. It was found that increasing the elastic modulus of the external layer of a composite cross-section caused quasi-brittle behavior, while similar responses of the composite structure to those of homogeneous and linear materials were shown to increase the yield strength of the external layer.