For the analysis of a vibrating two dimensional structure such as the simply supported rectangular plate, Spectral Finite Element Method (SFEM) has been studied. Under the condition that two parallel edges are simply supported at least and the other two edges can be arbitrary, Spectral Finite Element has been developed. Using this element SFEM is applied to the vibrating rectangular plate which all edges are simply supported, and obtain the frequency response function in frequency domain and the dynamic response in time domain. To evaluate these results normal mode method and finite element method (FEM) are also accomplished and compared. It is seen that SFEM is more powerful analysis tool than FEM in high frequency range.
본 논문에서는 유한요소법과 경계요소법을 결합하여 기하학적으로 급변 부위가 있는 이차원 탄성 정적 문제에 대하여 효율적이고 정확한 해석 결과를 얻기 위한 유한요소법과 경계요소법의 근사 결합 방법을 제시한다. 이차원 문제의 유한요소로서는 3절점, 4절점 평면응력 요소를 적용하고, 이차원 문제의 경계요소로는 3절점 경계요소를 적용한다. 모델링 단계에서는 우선 전체 해석 대상을 유한요소로 모델링한 후에 기학학적 급변 부위를 경계요소로 모델링 하는데, 유한요소의 모델링을 위하여 정의된 절점을 이용하여 경계요소를 정의한다. 해석 단계에서는 전체 해석 대상에 대하여 유한요소 해석을 우선적으로 수행하고, 이후에 경계요소 해석을 자동으로 수행하는데, 경계부에서의 경계조건은 유한요소 해석 결과인 변위 조건과 응력 조건을 적용한다. 수치예제로서 이차원 탄성 정적 문제인 균열이 있는 평판에 대한 해석 결과를 제시하고 고찰한다.
High order finite element have a greater convergence rate than low order finite elements, and in general produce more accurate results. These elements have the disadvantage of being more computationally expensive and often require a longer time to solve the finite element analysis. High order elements have been used in this paper to obtain a new eigenvalue solution with out re-solving the new model. The optimisation of the eigenvalue via the differentiation of the Rayleigh quotient has shown that the additional nodes associated with the higher order elements can be condensed out and solved using the original finite element solution. The higher order elements can then be used to calculate an improved eigenvalue for the finite element analysis.
In this study, equation of finite element is formulated to analyze relations of large deformation-small deformation considering geometrical nonlinear for membrane structure. Total Lagrangian Formulation(TLF) is introduced to formulate theory and equation of motion considering Triangular Constant Strain(TCS) element in finite, element analysis is formulated. Finite element program is made by equation of motion considering TLF. This study analyzed a variety of examples, so compared with the past results.
The finite element method is a practical tool to compute the response of the irregularly layered soil deposit to the base-rock motions. The method is useful not only in estimating the interaction between the structure and the surrounding soil as a whole and the local behavior of the contacting area in detail, but also in predicting the resulting behavior of the superstructure affected by such soil-structure interactions. However, the computation of finite element analysis is marched in the time domain (TD), while the site response analysis has been carried out mostly in the frequency domain (FD) with equivalent linear analysis. This study is intended to compare the results of the TD and FD analysis with focus on the peak response accelerations and the predominant frequencies, and thus to evaluate the applicability and the validity of the finite element analysis in the site response analysis. The comparison shows that one can obtain the results very close to that of FD analysis, from the finite element analysis by including sufficiently large width of foundation in the model and further by applying partial mode superposition. The finite element analysis turned out to be well agreeing with FD analysis in their computed results of the peak acceleration and the acceleration response spectra, especially at the surface layer.
In this paper, we investigate the effect and the importance of the accuracy of finite element analysis in the shape optimization based on the finite element method and improve the existing finite element which has inaccuracy in some cases. And then, the shape optimization is performed by using the improved finite element. One of the main stream to improve finite element is the prevention of locking phenomenon. In case of bending dominant problems, finite element solutions cannot be reliable because of shear locking phenomenon. In the process of shape optimization, the mesh distortion is large due to the change of the structure outline. So, we have to raise the accuracy of finite element analysis for the large mesh distortion. We cannot guarantee the accurate result unless the finite element itself is accurate or the finite elements are remeshed. So, we approach to more accurate shape optimization to diminish these inaccuracies by improving the existing finite element. The shape optimization using the modified finite element is applied to a two and three dimensional simple beam. Results show that the modified finite element has improved the optimization results.
An automatic quadrilateral mesh generator for large deformation finite element analysis such as metal forming simulation was developed. The NURBS interpolation method is used for modeling arbitrary 2-D free surface. This mesh generation technique is the modified paving algorithm, which is an advancing front technique with element-by-element resolving method for paving boundary intersection problem. The mesh density for higher analysis accuracy and less analysis time can be easily controlled with high-density points, maximum and minimum element size. A couple of application to large deformation finite element analysis is given as an example, which shows versatility and applicability of the proposed approach and the developed mesh generator for large deformation finite element analysis.
The authors suggest the algorithm for the static analysis of a three dimensional solid structure by using the finite element-transfer stiffness coefficient method (FE-TSCM) and the hexahedral element of the finite element method (FEM). MATLAB codes were made by both FE-TSCM and FEM for the static analysis of three dimensional solid structure. They were applied to the static analyses of a very thick plate structure and a three dimensional solid structure. In this paper, as we compare the results of FE-TSCM with those of FEM, we confirm that FE-TSCM introducing the hexahedral element for the static analysis of a three dimensional solid structure is very effective from the viewpoint of the computational accuracy, speed, and storage.
This paper describes a 2D nonlinear finite element analysis (NLFEA) platform that combines heat flow analysis with realistic analysis of cracked reinforced concrete structures. The behavior models included in the structural analysis are mainly based on the Modified Compression Field Theory and the Distributed Stress Field Model. The heat flow analysis takes into account time-varying thermal loads and temperature-dependent material properties. The capability of 2D nonlinear transient thermal analysis is then implemented into a nonlinear finite element analysis program VecTor2(C) for 2D reinforced concrete membranes. Analyses of four numerical examples are performed using VecTor2, and results obtained indicate that the suggested nonlinear finite element analysis procedure is capable of modeling the complete response of a concrete structure to thermal and mechanical loads.
This paper presents development of a Finite Element Analysis program. The program was developed on the based of second-dimensional plane strain rigid plasticity finite element analysis and an implicit program is coded. The program was tested by being applied to the axisymetric hydrostatic bulge forming processes using the circle dies. By the Finite Element Analysis at the fluid in chamber and at the blank material, we could know that the hydrostatic bulge forming processes can be influenced of material, the diameter of product and the forming velocity The developed Finite Element Analysis program was approved by the analysis results about forming variables.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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