본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

지수 사상을 이용한 비선형 열-탄소성 고체의 유한요소해석 : 모델과 시간적분법
Finite Element Formulation for the Finite Strain Thermo-Elasto-Plastic Solid using Exponential Mapping Algorithm : Model and Time Integration Scheme

박재균   (단국대학교 토목환경공학과UU0000336  );
  • 초록

    일반적으로 운동방정식을 풀기 위해 많이 이용되는 선형근사모델은 계산이 용이한 반면에 큰 변형상태에서는 그 오차가 커지는 단점이 있다. 따라서 엄밀한 구조물의 응답해석을 위해서는 물성과 기하에 대한 비선형성을 고려해야 한다. 또한, 강과 같이 연성이 큰 재료는 소성 변형을 일으키면서 소산되는 에너지의 대부분이 열로 변하게 되며, 이 열은 열역학 제1 법칙과 2 법칙에 따라 다른 부분으로 전달된다. 이렇게 전달된 열은 온도를 상승시켜 재료의 강도를 약화시키는 역할을 하며, 이것이 다시 구조물의 응답에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지진 등의 큰 하중을 받거나 화재로 인한 열 하중을 받는 강구조물의 비선형 대 변형 현상을 적절히 해석할 수 있는 열-탄소성 물성모델을 제안하고 3차원 유한요소해석을 수행하려다.


    The linear analysis for the balance of linear momentum of a structure is relatively easy to perform, but the error becomes large when the structure experiences large deformation. Therefore, the material and geometric nonlinearity need to be considered for the precise calculations in that case. The plastic flow of a ductile steel-like metal mainly transforms its dissipated mechanical energy into heat, which transfers under the first and second law of thermodynamics. This heat increases the temperature of the material and the strength of the material decreases accordingly, which affects mechanical behavior of the given structure. This paper presents a finite-strain thermo-elasto-plastic steel model. This model can handle large deformation and thermal load simultaneously, which is common during earthquake periods. Two 3-dimensional finite element analyses verify this formulation.


  • 주제어

    비선형 대변형 .   열-탄소성 모델 .   3차원 유한요소 해석.  

  • 참고문헌 (6)

    1. Park, J., "An Analysis of Strong Discontinuities in Thermo-Elasto-Plastic Solids," Ph.D. Thesis, UC Berkeley, 2002. 
    2. Taylor, R. L., FEAP - A Finite Element Analysis Program : version 7.4 theory manual, UC Berkeley, Berkeley, 2002. 
    3. Marsden J. E. and Hughes, T. J. R., Mathematical Foundations of Elasticity, Dover Publications, New York, 1983, p. 556. 
    4. Lee, E. H. and Liu, D.T., "Finite-Strain Elastic-Plastic Theory with Application to Plane-Wave Analysis," Journal of Applied Physics, Vol. 28, 1967, pp. 19-27. 
    5. Taylor, G. I. and Quinney, H., "The Latent Energy Remaining in a Metal after Cold Working," Proceedings of the Royal Society of London, Series A, Vol. 143, 1934, pp. 307-326. 
    6. Simo, J. C., "Algorithms for Static and Dynamic Multiplicative Plasticity that Preserve the Classical Return Mapping Schemes of the Infinitesimal Theory," Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 99, 1992, pp. 61-112. 

 저자의 다른 논문

  • 박재균 (18)

    1. 2004 "변형률연화와 국소화 파괴의 모델링 리뷰" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 17 (2): 20~23    
    2. 2005 "불규칙한 다층 물성을 가지는 지반의 지진 응답 해석" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 9 (6): 67~73    
    3. 2005 "전산역학 백과사전의 내용 고찰 - (2) 고체/구조 역학" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 18 (4): 5~8    
    4. 2005 "미소구조에서의 탄소성모델" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 18 (4): 453~458    
    5. 2005 "전산역학 백과사전의 내용 고찰-(1) 기초분야" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 18 (3): 46~49    
    6. 2006 "소성 이론을 이용한 콘크리트 공시체의 거동 해석" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 21 (2): 89~97    
    7. 2006 "비(非) 상용 구조해석 프로그램" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 19 (3): 23~28    
    8. 2008 "PSC 부재의 유효 프리스트레스력 평가를 위한 실험적 연구" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 23 (2): 21~29    
    9. 2008 "FRP 바닥판의 최적설계" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 23 (6): 108~114    
    10. 2009 "위상과 형상최적화 기법을 사용한 FRP 교량 바닥판의 설계" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 22 (5): 501~507    

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기