A Comparative Study on Formulation of Three-Dimensional Elastic-Plastic Finite Deformation Analysis for Prediction Large Deflection

강부재의 대변형 예측을 위한 3차원 탄소성 유한변위해석의 정식화에 대한 비교연구

In th is paper, to predicting the large deformation and cyclic plastic behavior of steel members under loading, 3-Dimensional elastic-plastic FE analysis method is developed by using finite deformation theory and proposed cyclic plasticity model. finite deformation theory, described the large deformation, is formulated by using Updated-lagrangian formulation and Green's strain tensor, Jaumann's derivative of Kirchoff stress. Also, cyclic plasticity model proposed by author is applied to developed analysis method. To verification of developed analysis method, analysis result of steel plate specimen compare to the analysis result using infinitesimal deformation theory and test result. Also, load-displacement and deflection shape, analysis result of pipe-section steel column, compare to test result. The good agreement between analysis result and experiment result shown that developed 3-dimensional finite element analysis can be predict the large deformation and cyclic plastic behavior of steel members.

본 연구에서는 임의의 반복하중 작용시 강구조물에 발생하는 대변형 및 반복소성거동을 정확히 예측하기 위하여 유한변위이론과 반복소성이력모델을 적용한 3차원 탄소성 유한요소 해석기법을 개발하였다. 반복소성이력모델은 강재의 단조재하실험 및 반복하중실험 결과에 기초하여 정식화되었다. 개발된 해석기법의 정도는 Bilinear모델 및 미소변위이론을 적용한 해석기법 및 실험결과와 비교하여 검증하였다. 본 연구에서 개발한 유한변위이론과 반복소성이력모델을 적용한 3차원 유한요소 해석기법이 임의의 반복하중을 받는 원형강교각의 대변형 및 반복소성거동을 정확히 예측할 수 있음을 알 수 있었다.