Nonlinear Analysis of Skew Plates by $C^{\circ}$-Hierarchical Plate Element

$C^{\circ}$-계층적 평판요소에 의한 경사평판의 비선형 해석

  • 우광성 (영남대학교 토목공학과) ;
  • 허철구 (영남대학교 공업기술연구소) ;
  • 박진환 (영남대학교 토목공학과)
  • Published : 2001.03.01

Abstract

본 연구의 목적은 평판의 모서리 둔각이 135도까지를 갖는 재료적 비선형 경사평판을 해석하기 위해 C°-계층적 평판요소를 개발하는 것이다. 기하학적 변환을 통해 경사진 경계조건은 직각좌표계의 좌표변환을 이용하여 해결할 수 있다. 여기서, 경사경계는 경사진 변 전체 또는 경사교량의 교좌위치와 관련된 몇 개의 선택지점만을 고려할 수 있게 하였다. 이 목적을 위해 경사교량의 교좌장치의 이동방향을 설명할 수 있도록 1차 전단변형을 갖는 Reissner/Mindlin 평판이론에 기초를 둔 5-자유도 경사평판요소가 정식화되었다. 한편, 평판의 극한내하력을 추정하기 위해 von-Mises 항복기준에 기초를 둔 소성유동법칙을 갖는 증분소성이론이 채택되었다. 또한, ADINA 소프트웨어에 의한 h-version 모델과 제안된 p-version 모델을 사용하여 경사각, 경계조건과 하중의 변화에 따른 영향을 조사하였다. 해석결과는 이론값과 문헌에 보고된 수치해석값과 비교되었다. 자유도 수에 따른 정확도를 비교기준으로 한다면, 본 연구에서 제안된 해석모델은 지금까지 개발된 가장 효율적 도구의 하나라고 할 수 있다.

References

  1. Sound & Vibration v.202 no.5 A Hierarchical Functions Set for Predicting Very High Order Plate Bending Modes with Any Boundary Condition Beslin,O.;Nicolas,J.
  2. ASCE, Struct. Engng v.98 Some Orthotropic Skew Plate Finite Element Results Monforton,G.R.;ASCE,A.M.
  3. Theory and Analysis of Plates Szilard,R.
  4. ASCE, Engng. Mech. v.100 no.EM2 Analysis of Skew Plates with Shear Deformation Using Natural Coordinates Tene,Y.;Sheinman,I.
  5. Proc. of the First National Congress of Applied Mechanics Surface Stress Singularities Resulting from Various Boundary Conditions in Angular Corners of Plates under Bending Williams,M.L.
  6. Comput. & Struct. v.16 no.1-4 The Hierarchical Concept in Finite Element Analysis Zienkiewicz,O.C.;Gago,J.P.De S.R.;Kelly,D.W.
  7. 한국 전산구조공학회 논문집 v.3 no.3 특이성을 갖는 비정형 평판의 p-Version 유한 요소해석 우광성
  8. Quart. J. Mech. Applied Math. v.XV no.Pt.4 Bending of a Simply Supported Rhombic Plate under Uniform Normal Loading Morley,L.S.D.
  9. Numer. Meth. Engng. v.35 Vibrations of Cantilevered Skewed Plates with Comer Stress Singularities McGee,O.G.;Leissa,A.W.;Huang,C.S.
  10. Sound & Vibration v.168 Vivration of Thick Skew Plates Based on Mindlin Shear Deformation Plate Theory Liew,K.M.;Xiang,Y.;Kitipornchai,S.;Wang,C.M.
  11. ASCE, Engng. Mech. v.123 no.3 Bending Analysis of Simply Supported Shear Deformable Skew Plates Liew,K.M.;Han,J.B.
  12. Numer. Meth. Engng. v.20 h-and p-Version Finite Element Analysis of a Rhombic Plate Wang,D.W.;Katz,I.N.;Szabo,B.A.
  13. ASCE, Struct. Engng. v.121 no.9 Nonlinear FE Analyses of RC Skewed Slab Bridges Kankam,J.A.;Dagher,H.J.
  14. Comput. & Struct. v.28 no.2 Analysis of Skew and Triangular Plates in Bending Gangarao,H.V.S.;Chaudhary,V.K.
  15. 대한토목학회 논문집 v.13 no.2 Reissner-Mindlin 평판의 hp-Version 유한요소해석 우광성;이기덕;고만기
  16. 한국전산구조공학회 논문집 v.12 no.1 탄소-완전소성모델에 의한 평판의 극한내하력 산정 박진환;정우성;우광성
  17. Numer. Meth. Engng. v.26 Hierarchic Plate and Shell Models Based on p-Extension Szabo,B.A.;Sharmann,G.J.
  18. Comptu. & Struct. v.34 no.1 Performance of Heterosis Element for Bending of Skew Rhombic Plates Butalia,T.S.;Kant,T.;Dixit,V.D.
  19. Theory of Plates and Shell(2nd Ed.) Timoshenko,S.;Woinowsky-Krieger,S.
  20. Comput. & Struct. v.54 no.6 Performance Study of a Simple Finite Element in the Analysis of Skew Rhombic Plates Sengupta,D.
  21. 교좌장치에 관한 연구 한국도로공사
  22. ASCE, Struct. Engng. v.114 no.10 Analysis of Some Skew Bridges as Right Bridges Bakht,B.
  23. Finite Element Program Hinton,E.;Owen,D.R.J.