초록
직교이방성 적층평판해석을 위해 퇴화 쉘요소에 기초를 둔 p-version 유한요소법이 제안되었다. 이 모델의 비선형 정식화과정에서 기하비선형의 경우 von Karman의 대변형-소변형률 가정을 설명하기 위해 Total Lagrangian 방법이 채택되었으며, 재료비선형의 경우 Huber-Mises의 항복기준과 변형률경화 항복함수에 근거를 둔 Prandtl-Reuss 유동법칙이 사용되었다. 재료모델은 이방성을 표현하는 매개변수에 의해 이방겅재료를 고려할 수 있도록 하였다. 적층평판이론으로는 전단변형 효과를 고려할 수 있는 등가단출이론(ESL Theory)에 기초를 두었기 때문에 두 적층간 계면에서의 전단변형률은 연속이라는 조건을 갖게된다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되었으며 형상함수의 차수는 1차에서 10차까지 변화시킬 수 있다. 또한, Causs-Lobatto 수치적될법을 사용하기 때문에 기존의 가우스 적분점에서 계산되던 응력값은 이 적분법의 적분점이 절점에 위치하므로 절점에서 바로 응력값이 산출되도록 하였다 극한하중 수렴성, 비선형 효과, 소성역의 형상 등의 비교관점을 통해 p-version 유한요소 모델의 적정성을 보이고자 하였다.
A p-version finite element model based on degenerate shell element is proposed tot the analysis of orthotropic laminated plates. In the nonlinear formulation of the model, the total Lagrangian formulation is adopted with large deflection and moderate rotation being accounted tot in the sense of yon Karman hypothesis. The material model is based on the Huber-Mises yield criterion and Prandtl-Reuss flow rule in accordance with the theory of strain hardening yield function, which is generalized lot anisotropic materials by introducing the parameters of anisotropy. The model is also based on extension of equivalent-single layer laminate theory(ESL theory) with shear deformation, leading to continuous shear strain at the interface of two layers. The integrals of Legendre polynomials are used for shape functions with p-level varying from 1 to 10. Gauss-Lobatto numerical quadrature is used to calculate the stresses at the nodal points instead of Gauss points. The validity of the proposed P-version finite element model is demonstrated through several comparative points of iew in terms of ultimate load, convergence characteristics, nonlinear effect, and shape of plastic tone.
