• Journal of Korean Association for Spatial Structures
• /
• v.6 no.4 s.22
• /
• pp.53-61
• /
• 2006

In th is paper, to predicting the large deformation and cyclic plastic behavior of steel members under loading, 3-Dimensional elastic-plastic FE analysis method is developed by using finite deformation theory and proposed cyclic plasticity model. finite deformation theory, described the large deformation, is formulated by using Updated-lagrangian formulation and Green's strain tensor, Jaumann's derivative of Kirchoff stress. Also, cyclic plasticity model proposed by author is applied to developed analysis method. To verification of developed analysis method, analysis result of steel plate specimen compare to the analysis result using infinitesimal deformation theory and test result. Also, load-displacement and deflection shape, analysis result of pipe-section steel column, compare to test result. The good agreement between analysis result and experiment result shown that developed 3-dimensional finite element analysis can be predict the large deformation and cyclic plastic behavior of steel members.

• Journal of the KSME
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.49-54
• /
• 1976

유한요소법이 처음 연구되기 시작할 때는 변위를 가변수로 하는 매트ㄹ스 변위법(Matrix Displacement Method) 과 외력을 자변수로 하는 매트ㄹ스 힘 방법(Matrix Force Method)외 두 길로 발전되어 갔었으나 경계 조건의 적용과 매트ㄹ스 분활(Partitioning)에 있어서 후자의 방법이 많은 번거로움을 갖는다는 것이 인정되어 오늘날은 전자의 방법 만이 사용되는 형편이다. 본 해 설에서는 유한요소의 기본성질을 모두 가지면서도 제일 간단한 보유한요소(Beam Finite Element )를 예로 다루며 유한 요소법의 기본이론과 응용방법을 설명코저 한다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.63-66
• /
• 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.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.205-216
• /
• 1997

In order to trace the lateral post-buckling behaviors of thin-wafled space frames, a geometrically nonlinear finite element formulation is presented by applying incremental equilibrium equations based on the updated Lagrangian formulation and introducing Vlasov's assumption. The improved displacement field for symmetric thin-walled cross sections is introduced based on inclusion of second order terms of finite rotations, and the potential energy corresponding to the semitangential rotations and moments is consistently derived. For finite element analysis, tangent stiffness matrices of the thinwalled space frame element with 7 degrees of freedom including the restrained warping for each node are derived by using the Hermition polynomials as shape functions. A co-rotational formulation in order to evaluate the unbalanced loads is presented by separating the rigid body rotations and pure deformations from incremental displacements and evaluating the updated direction cosines of the frame element due to rigid body rotations and incremental member forces from pure deformations. Finite element solutions for the spatial buckling and post-buckling analysis of thin-walled space frames are presented and compared with available solutions and other researcher's results.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.201-211
• /
• 1997

A clearly consistent finite element formulation for geometrically non-linear analysis of space frames is presented by applying incremental equilibrium equations based on the updated Lagrangian formulation and introducing Vlasov's assumption. The improved displacement field for symmetric cross sections is introduced based on inclusion of second order terms of finite rotations, and the potential energy corresponding to the semitangential rotations and moments is consistently derived. For finite element analysis, elastic and geometric stiffness matrices of the space frame element are derived by using the Hermitian polynomials as shape functions. A co-rotational formulation in order to evaluate the unbalanced loads is presented by separating the rigid body rotations and pure deformations from incremental displacements and evaluating the updated direction cosines of the frame element due to rigid body rotations and incremental member forces from pure deformaions. Finite element solutions for the spatial buckling and post-buckling analysis of space frames are compared with available solutions and other researcher's results.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.8 no.6 s.40
• /
• pp.45-54
• /
• 2004

Recently, as steel structures become higher and more long-spanned, application of high-strength steels is increasing gradually. For seismic design of steel structures using high-strength steels(POSTEN60, POSTEN80), analytical method, can describe the large deformation and inelastic cyclic behavior generated by non-proportional cyclic loading, are required. In this paper, cyclic plasticity model was proposed by results of monotonic loading tests ant cyclic loading tests. Three-dimensional finite element analysis is developed by using proposed model and finite deformation theory and verified as compare with experiment result. Using 3-dimensional elastic-plastic finite deformation analysis, seismic analysis of high-strength steel pipe-section piers are carried out. Also, seismic performance of high-strength steel pipe-section piers in parameter of diameter-thickness ratio was clarified.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.14 no.6
• /
• pp.64-73
• /
• 1997

솔리드 모델러, 자동요소분할 기법, 4면체 특이요소, 응력확대계수의 해석 기능을 통합하여, 3차원 균열의 응력확대계수를 효율적으로 해석할 수 있는 시스템을 개발하였다. 균열을 포함하는 기하모델을 CAD 시스템을 이용하여 정의하고, 경계조건과 재료 물성치 및 절점밀도 분포를 기하모델에 직접 지정함으로써, 퍼지이론 에 의한 절점발생과 데로우니 삼각화법에 의한 요소가 자동으로 생성된다. 특히, 균열 근방에는 4면체 2차 특이요소를 생성시켰으며, 유한요소 해석을 위한 입력 데이터가 자동으로 작성되어 해석코드에 의한 응력 해석이 수행된다. 해석 후, 출력되는 변위를 이용하여 변위외삽법에 의한 응력확대계수가 자동적으로 계산되어 진다. 본 시스템의 효용성을 확인하기 위해, 인장력을 받는 평판내의 표면균열에 대해 해석하여 보았다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.5 no.3
• /
• pp.107-115
• /
• 1985

For the finite deflection analysis of plates with initial deflections subjected to uniaxial compression, the formulation of incremental finite strip method is made and has been incorporated into a computer program. A new in plane displacement function varying along the load: direction has been derived from the out-of-plane displacement function by considering the curvature of a plate. Either incremental load type analysis or incremental displacement type analysis may be selected to solve incremental equibrium equations in the program. The following results have been obtained: 1. Incremental displacement type analysis is superior to incremental load type analysis in that the former converges more rapidly than the latter. 2. The finite strip method using the new displacement function gives as accurate results as analytical method and other finite element methods.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.512-515
• /
• 2011

터널 해석은 주로 지표침하와 터널 라이닝 내 단면력 산정에 초점이 맞춰지며 이는 시공단계를 고려한 3차원 수치해석 모델을 이용해 결정할 수 있다. 수치해석 시 shield는 응력 제어, shell element로 모델링하는 방법 등으로 모사될 수 있다. 한편 변위 제어를 통한 쉴드 모사는 shield를 적절한 경계조건으로 처리함으로서, 다른 shield 모사 방법에 비해 모델링 작업을 간소화하고 해석의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 변위 제어에 의한 shield 모사를 위한 적정 경계조건을 제안한다. 이를 위해 시공단계가 고려된 유한요소해석을 사용하여, 쉴드 및 굴착면에서의 경계조건 변화와 이에 따른 지표침하 관측 수행하였다. 제안된 shield 변위 제어로부터 얻어진 해석결과를 이론적인 해와 비교함으로서, 제시된 shield 모델링 방법의 적정성과 지반 거동 변화를 평가하고자 한다. 해석 결과는 지반 모델의 지표침하를 기준으로 관찰되었으며, 변위제어에 의한 결과와 요소에 의한 모델링 결과가 유사하게 얻어짐을 보여준다. 또한 변위제어의 쉴드 모사에서 회전 구속보다 변위 구속 조건에 지배적으로 영향을 받음을 확인하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.487-496
• /
• 1985

회전하는 축대칭 얇은 셸구조물의 진동 특성을 유한요소법에 의하여 해석하였다. 2개의 절점을 가진 Conical Frustrm 형태의 축대칭 요소를 사용하였으며 원주방향의 변위는 Fourier Series로 분해하여서 방정식의 수를 상당히 줄일 수 있었다. Sanders-Koiter의 셸이론을 사용하였으며 진 동 모우드는 회전의 영향을 설명하기 위하여 대칭 및 비대칭 모우드를 모두 고려하였다. Coriolis 행렬을 포함하는 운동방정식에서 고유 진동수를 계산하기 위해서 질량, 강성 및 Coriolis 행렬로 이루어지는 Hermitian 행렬의 Sturm Sequence Property를 이용하였으며, 좁은 밴드를 갖는 대형 행렬에 알맞는 Determinant Search 방법을 확장하여 고유진동수 및 벡터를 구하였다. 원통형 셸에 대하여 정지한 경우 계산한 고유진동수를 실험치 및 이론치와 비교한 결과 잘 일치됨을 알 수 있었다. 여러 가지 회전 속도에 대해서 얻어진 고유진동스를 이론치와 비교한 결과 잘 일치 됨을 알 수 있어\ulcorner며 회전의 영향으로 traveling wave진동의 현상이 나타남을 알 수 있었다.