• 제목/요약/키워드: Return-mapping method

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개선된 회귀착점 방법을 이용한 이방성 적층구조물의 소성해석 (Analysis of Anisotropic Plasticity of Additively Manufactured Structure using Modified Return Mapping Method)

  • 양승용;진두한;김정한
    • 한국분말재료학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.303-308
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    • 2022
  • The plastic deformation behavior of additively manufactured anisotropic structures are analyzed using the finite element method (FEM). Hill's quadratic anisotropic yield function is used, and a modified return-mapping method based on dual potential is presented. The plane stress biaxial loading condition is considered to investigate the number of iterations required for the convergence of the Newton-Raphson method during plastic deformation analysis. In this study, incompressible plastic deformation is considered, and the associated flow rule is assumed. The modified return-mapping method is implemented using the ABAQUS UMAT subroutine and effective in reducing the number of iterations in the Newton-Raphson method. The anisotropic tensile behavior is computed using the 3-dimensional FEM for two tensile specimens manufactured along orthogonal additive directions.

비선형 이동경화를 고려한 점소성 모델의 내연적 적분 (A Semi-Implicit Integration for Rate-Dependent Plasticity with Nonlinear Kinematic Hardening)

  • 윤삼손;이순복
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권9호
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    • pp.1562-1570
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    • 2003
  • The prediction of the inelastic behavior of the structure is an essential part of reliability assessment procedure, because most of the failures are induced by the inelastic deformation, such as creep and plastic deformation. During decades, there has been much progress in understanding of the inelastic behavior of the materials and a lot of inelastic constitutive equations have been developed. The complexity of these constitutive equations generally requires a stable and accurate numerical method. The radial return mapping is one of the most robust integration scheme currently used. Nonlinear kinematic hardening model of Armstrong-Fredrick type has recovery term and the direction of kinematic hardening increment is not parallel to that of plastic strain increment. In this case, The conventional radial return mapping method cannot be applied directly. In this investigation, we expanded the radial return mapping method to consider the nonlinear kinematic hardening model and implemented this integration scheme into ABAQUS by means of UMAT subroutine. The solution of the non-linear system of algebraic equations arising from time discretization with the generalized midpoint rule is determined using Newton method and bisection method. Using dynamic yield condition derived from linearization of flow rule, the integration scheme for elastoplastic and viscoplastic constitutive model was unified. Several numerical examples are considered to demonstrate the efficiency and applicability of the present method.

열탄소성 구성방정식 적분을 위한 새로운 알고리즘 (A New Algorithm for the Integration of Thermal-Elasto-Plastic Constitutive Equation)

  • 이동욱;신효철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.1455-1464
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    • 1994
  • A new and efficient algorithm for the integration of the thermal-elasto-plastic constitutive equation is proposed. While it falls into the category of the return mapping method, the algorithm adopts the three point approximation of plastic corrector within one time increment step. The results of its application to a von Mises-type thermal-elasto-plastic model with combined hardening and temperature-dependent material properties show that the accurate iso-error maps are obtained for both angular and radial errors. The accuracy achieved is because the predicted stress increment in a single step calculation follows the exact value closely not only at the end of the step but also through the whole path. Also, the comparison of the computational time for the new and other algorithms shows that the new one is very efficient.

보강된 쉘구조의 동적 비선형해석 (Dynamic Nonlinear Analysis of Stiffened Shell Structures)

  • 최명수;김문영;장승필
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.57-64
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    • 2001
  • 보강된 판 및 쉘구조의 동적 비선형해석을 수행하기 위하여, 유한회전을 고려한 변형된 쉘유한요소를 이용하여 total Lagrangian formulation이 제시된다. 전단구속 (shear locking) 현상과 가상의 제로에너지 모우드를 동시에 제거하기 위하여 가정변형도 개념을 채용한다. 탄소성해석에서는 return mapping 미해rithm이 쉘구조의 붕괴 해석에 적용된다. Newmark 직접적분법을 사용하여 동하중 및 지진하중을 받는 쉘구조의 동적 비선형해석 결과를 제시한다.

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강제변위법을 이용한 굴착배면지반의 변형해석(I) - 프로그램 개발 및 검증 - (Deformation analysis of Excavated Behind Ground by The Artificial Displacement Method (I) - Program Development and Verification -)

  • 윤중만;한중근
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.9-15
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    • 2006
  • 흙막이벽 굴착배면지반의 변형거동을 해석을 하기 위하여 강제변위법을 이용한 수치해석 프로그램을 개발하였다. 굴착지반의 구성모델은 Drucker Prager의 비선형 탄소성구성방정식을 적용하였으며, 리턴매핑법으로 탄소성해를 구하였다. 수치해석 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석으로부터 얻은 굴착배면지반의 수평변위와 현장계측결과를 비교하였다. 검토결과 수치해석 프로그램의 정확도는 상당히 높은 것으로 나타났다.

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음성을 기반으로 하는 DNS 서비스의 설계 (Design of DNS Services be Based on Voice)

  • 이학구;김평수;김선우;김영근
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.307-310
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    • 2002
  • This paper is proposed due to the fact that resolving domain name with conventional input method to PDA is not so convenient. The substance of this paper is that a user Pronounces tile character which represents tile domain name and that vocalized character is transferred through the GATEWAY, where DNS service can be received in return. PDA receives, compress and send the voice to the GATEWAY, Then, the GATEWAY uncompress, recognizes the voice, converts to characters, search for the mapping entry After mapping to the mapping entry, the GATEWAY sends the DNS request. Combining two entities makes DNS service based on the human voice possible.

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MLS차분법을 이용한 재료비선형 문제 해석 (Development of MLS Difference Method for Material Nonlinear Problem)

  • 윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권3호
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    • pp.237-244
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    • 2016
  • 본 연구는 재료비선형 문제를 다루기 위한 비선형 MLS 차분법의 정식화 과정을 제시한다. MLS 차분법은 절점모델을 기반으로 고속 미분근사식을 활용하여 지배 미분방정식을 직접 이산화 하는데, 변수를 변위로 일원화한 Navier 방정식을 사용하여 탄성재료 문제를 다룬 기존의 MLS 차분법은 재료의 구성방정식을 별도로 고려할 수 없다. 본 연구에서는 비선형 재료의 구성방정식을 반영할 수 있는 강정식화를 위해 1차 미분근사를 반복 사용하는 겹미분근사를 고안했다. 응력의 발산으로 표현되는 평형방정식을 그대로 이산화하고 Newton 방법을 적용하여 반복계산을 통해 수렴해를 찾는 비선형 알고리즘을 제시했다. 응력 계산과 내부변수의 갱신은 return mapping 알고리즘을 활용하였고, 알고리즘 접선계수(algorithmic tangent modulus)의 적용을 통해 빠르고 안정적인 반복계산이 가능하도록 하였다. 재생성 시험을 통해 겹미분근사의 정당성을 검증했고, 비선형재료에 대한 인장문제의 해석을 통해 개발된 비선형 MLS 차분 알고리즘의 정확성과 안정성을 확인하였다.

탄소성 내연적 유한요소법을 이용한 평면 이방성 박판의 성형공정해석 (Elastic-Plastic Implicit Finite Element Method Considering Planar Anisotropy for Complicated Sheet Metal Forming Processes)

  • 윤정환;김종봉;양동열;정관수
    • 소성∙가공
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    • 제7권3호
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    • pp.233-245
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    • 1998
  • A new approach has been proposed for the incremental analysis of the nonsteady state large deformation of planar anisotropic elastic-plastic sheet forming. A mathematical brief review of a constitutive law for the incremental deformation theory has been presented from flow theory using the minimum plastic work path for elastic-plastic material. Since the material embedded coordinate system(Lagrangian quantity) is used in the proposed theory the stress integration procedure is completely objective. A new return mapping algorithm has been also developed from the general midpoint rule so as to achieve numerically large strain increment by successive control of yield function residuals. Some numerical tests for the return mapping algorithm were performed using Barlat's six component anisotropic stress potential. Performance of the proposed algorithm was shown to be good and stable for a large strain increment, For planar anisotropic sheet forming updating algorithm of planar anisotropic axes has been newly proposed. In order to show the effectiveness and validity of the present formulation earing simulation for a cylindrical cup drawing and front fender stamping analysis are performed. From the results it has been shown that the present formulation can provide a good basis for analysis for analysis of elastic-plastic sheet metal forming processes.

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Implicit 수치적분 방법을 이용한 조립토에 관한 구성방정식의 수행 (Implicit Numerical Integration of Two-surface Plasticity Model for Coarse-grained Soils)

  • 최창호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권9호
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    • pp.45-59
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    • 2006
  • 탄소성 구성방정식은 주로 미분방적식(rate equation)으로 이루어져 있기 때문에 유한요소법 등을 이용한 지반구조물 해석시 미분방정식들에 대한 수치적분을 수행할 수 있는 방법이 필요하다. 구조물의 거동을 해석할시 미분방정식들을 위한 적분방법은 해석결과의 정확성과 유한요소법 모델링의 안전성에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 최근에 개발되어 사용되고 있는 흙에 관한 구성모델인 "Two-surface soil plasticity model (Manzari and Dafalias 1997)"을 Implicit return-mapping 수치적분방법을 이용하여 실행하는 과정을 제시한다. 본 연구에서 사용된 수치적분방법은 Closest-Point-Projection Method(CPPM) 방법으로 탄성 예측자-소성 교정자(elastic predictor-plastic corrector) 개념을 Implicit Backward Euler방법으로 체계화 시킨 알고리듬이다. 본 연구에서 수행한 "Two-surface soil plasticity model"은 조립토의 비선형거동을 해석하며, Bounding surface 개념 및 비선형 등방경화와 이동경화법칙을 사용하는 모델이다. 본 연구는 CPPM 방법이 정확하고 안정되며 유용한 수치적분을 수행할 수 있는 알고리듬이라는 것을 제시한다. 또한, CPPM 알고리듬은 구성방정식의 해를 반복적으로 해석하는 동안 "Consistent tangent operator $d{\sigma}/d{\varepsilon}$"를 제공하므로, 비선형 유한요소 해석이 2차(quadratic convergence rate)의 수렴 조건을 만족하는데 기여한다는 것을 보여준다.

이방성 재료의 소성변형 해석을 위한 고정점 축차 (Fixed-point Iteration for the Plastic Deformation Analysis of Anisotropic Materials)

  • 양승용;김정한
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.29-34
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    • 2023
  • A fixed-point iteration is proposed to integrate the stress and state variables in the incremental analysis of plastic deformation. The Conventional Newton-Raphson method requires a second-order derivative of the yield function to generate a complicated code, and the convergence cannot be guaranteed beforehand. The proposed fixed-point iteration does not require a second-order derivative of the yield function, and convergence is ensured for a given strain increment. The fixed-point iteration is easier to implement, and the computational time is shortened compared with the Newton-Raphson method. The plane-stress condition is considered for the biaxial loading conditions to confirm the convergence of the fixed-point iteration. 3-dimensional tensile specimen is considered to compare the computational times in the ABAQUS/explicit finite element analysis.