• 제목/요약/키워드: Elastic-Viscoelastic Correspondence Principle

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경계요소법을 사용한 선형 점탄성문제의 해석 (Analysis of linear viscoelastic problems using boundary element method)

  • 심우진;곽병만
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.322-330
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    • 1987
  • 본 논문에서는 전자의 해석중에서 유한요소와 경계요소의 결합으로 생기는 문 제점 그리고 증가된 자요도로 인한 경제성의 손실 등을 고려하여 2차의 경계요소만을 사용한 경계요소법을 시도하였으며 다른 형태의 점탄성기본해 및 점탄성 경계적분식을 유도 사용하였다. 그리고 시도된 방법의 타당성을 보이기 위하여 사용된 예제들(평 면변형문제)의 이론해를 상응원리를 사용하여 유도하였으며 이를 수치결과와 비교하여 근사해의 정확함을 알 수가 있었다.

경계요소법에 의한 탄성-점탄성 복합구조체의 계면균열 해석 (Boundary Element Evaluation of Stress Intensity Factor for Interface Crack in Elastic and Viscoelastic Composite Materials)

  • 이상순;김정규;황종근
    • 전산구조공학
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    • 제9권1호
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    • pp.85-91
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    • 1996
  • 이 논문에서는 탄성-점탄성 복합재료의 공유면에 존재하는 계면균열에 대한 해석방법을 제시하고 있다. 먼저 탄성-점탄성 대응원리를 이용하여 탄성해석식으로부터 응력확대계수에 대한 식을 유도하였다. 다음으로 시간영역 경계요소법을 이용하여 균열선단에서의 응력을 계산한 다음 응력확대계수의 값을 구하였다. 수치해석의 결과는 본 논문의 정확성과 응용가능성을 보여준다.

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축대칭 선형 점탄성 구조물의 정적 유한요소해석 (Finite Element Formulation for Axisymmetric Linear Viscoelastic Problems)

  • 오근;심우진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.321-332
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    • 2005
  • 본 논문에서는 축대칭 형상의 점탄성 구조물이 정적 하중을 받을 때에 대한 시간영역에서의 유한요소해법의 정식화 과정을 제시한다. 또한, 여러 가지 경계조건을 갖는 점탄성 중공구나 원통 문제들의 변위나 응력 이론해들을 탄성-점탄성 상응원리를 이용하여 유도하고 제시한다. 이때 점탄성 재료는 부피변형이 탄성적이고 전단변형은 3요소로 구성된 표준선형 고체처럼 거동한다고 가정한다. 구대칭, 축대칭 및 평면변형률 유한요소모텔을 이용한 수치결과들을 유도된 이론해들과 비교하여 제시된 유한요소해법과 이론해들의 타당성과 정확성을 보인다.

유전적분형 물성방정식에 근거한 선형 점탄성문제의 시간영역 유한요소해석 (Time-domain Finite Element Formulation for Linear Viscoelastic Analysis Based on a Hereditary Type Constitutive Law)

  • 심우진;이호섭
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.1429-1437
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    • 1992
  • 본 연구에서는 이완형 물성방정식을 바탕으로 하며 프와송 비가 일정하다는 가정을 하지 않는다. 또한 점탄성 지배방정식에 변분원리를 적용하고 유도되어진 식 에 유한요소해법을 사용하여 시스템 기본해석을 위한 연립방정식을 유도한다. 이와 함께 점탄성 물성함수의 유도 및 응력계산을 위한 공식화 과정도 설명한다. 제시된 방법론의 타당성 및 정확성을 보이기 위해서 평면응력 및 평면변형 문제의 변위 및 응력을 수치해석하여 이론해와 비교 검토하며, 아울러 시간증분의 변화와 Gauss poi- nts수가 수치정확도에 끼치는 영향을 조사한다.

유전적분형 선형 점탄성문제의 유한요소법에 의한 효율적 해석 (Advanced Finite Element Analysis for Linear Viscoelastic Problems of a Hereditary-Type Constitutive Law)

  • 심우진;이성희
    • 전산구조공학
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    • 제6권2호
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    • pp.103-114
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    • 1993
  • 유전적분형 물성방정식에 근거한 선형 점탄성문제의 효율적인 수치해석을 위해서 새로운 유한요소해법을 공식화하였다. 각 시간구간에서 변수변화를 선형적으로 가정하고 유전적분의 계산을 매우 효율적으로 처리하였다. 그 결과 과거의 해석법에 비하여 수치정확도 및 경제성에서 큰 향상을 얻었다.

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Study on Residual Stress in Viscoelastic Thin Film Using Curvature Measurement Method

  • Im, Young-Tae;Park, Seung-Tae;Park, Tae-Sang;Kim, Jae-Hyun
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권1호
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    • pp.12-19
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    • 2004
  • Using LSM (laser scanning method) , the radius of curvature due to thermal deformation in polyimide film coated on Si substrate is measured. Since the polyimide film shows viscoelastic behavior, i.e., the modulus and deformation of the film vary with time and temperature, we estimate the relaxation modulus and the residual stresses of the polyimide film by measuring the radius of curvature and subsequently by performing viscoelastic analysis. The residual stresses relax by an amount of 10% at 100$^{\circ}C$ and 20% at 150$^{\circ}C$ for two hours.

경계요소법에 의한 선형 점탄성체의 해석 (An Analysis of Viscoelastic Problems by Boundary Element Method)

  • 이상순;조덕상;손용수
    • 전산구조공학
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    • 제7권2호
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    • pp.69-75
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    • 1994
  • 시간영역에서는 경계요소법을 이용하여 실제점탄성체에 대한 응력 및 변위 해석과정을 논의하였다. 기본해와 응력커널들은 탄성-점탄성 대응원리를 사용하여 구하였다. 이완함수는 지수함수들의 합으로 전개되고, 변형된 기본해와 응력커널들은 실제시간 공간으로 수치적인 방법에 의해 전환된다. 제안된 과정정은 수치해석을 수행하는데 큰 노력을 요하지 않으며, 실제점탄성체 해석에 응용될 수 있다. 예저의 결과들은 제시된 방법의 효율성과 응용 가능성을 보여준다.

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손상이 증가하는 아스팔트 콘크리트의 점탄성 구성모델 (Constitutive Modeling of Asphalt Concrete with Time-Dependent Damage Growth)

  • 이현종
    • 전산구조공학
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    • 제10권4호
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    • pp.229-238
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    • 1997
  • 본 논문에서는 반복하중에 의해 손상을 입은 아스팔트 콘크리트의 점탄성 구성모델에 대한 역학적 접근방법을 제시하였다. 모의변수로 나타낸 탄성-점탄성 일치원리는 아스팔트 콘크리트의 점탄성과 시간의존 손상의 증가를 별도로 평가하도록 적용되었다. 선형-점탄성 파괴역학에 사용되고 있는 미소균열의 증가법칙이 물체내 손상증가를 나타내는데 성공적으로 사용되었다. 응력과 모의변형도로 나타나는 구성방정식은 먼저 변형도조절에 대해 세워졌으며, 응력과 모의변형도를 모의응력과 변형도로 간단하게 대체함으로써 응력조절 구성방정식으로 변형되었다. 모의응력으로 나타낸 변형된 구성방정식은 응력조절모드에서 파괴에 이르는 아스팔트 콘크리트의 모든 역학적 거동을 충분히 예측하고 있다.

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점탄성 원통의 모드 I 균열 해석 (Numerical Analysis of Viscoelastic Cylinders with Mode I Cracks)

  • 심우진;오근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.259-269
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    • 2006
  • 원환균열과 원주균열을 지닌 축대칭 선형 점탄성 중실축과 중공축이 외력을 받을 때 파괴역학 변수로서 응력확대계수, 에너지방출률 그리고 균열개구변위의 수치해를 유한요소해법을 이용하여 구한다. 균열선단에서는 응력의 특이성을 지닌 1/4절점 삼각형 특이요소가 사용된다. 또한 수치해를 비교 검증하기 위해 탄성-점탄성 상응원리를 이용하여 선형파괴역학의 탄성해들로부터 점탄성 이론해가 유도 제시된다. 해석에 사용되는 점탄성 물성은 체적변형은 탄성적이고 전단변형은 표준선형고체처럼 거동한다고 가정한다. 제시된 수치해법과 이론해는 축대칭 점탄성 거동 연구에 중요한 자료가 된다.

Bending of a rectangular plate resting on a fractionalized Zener foundation

  • Zhang, Cheng-Cheng;Zhu, Hong-Hu;Shi, Bin;Mei, Guo-Xiong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제52권6호
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    • pp.1069-1084
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    • 2014
  • The long-term performance of plates resting on viscoelastic foundations is a major concern in the analysis of soil-structure interaction. As a powerful mathematical tool, fractional calculus may address these plate-on-foundation problems. In this paper, a fractionalized Zener model is proposed to study the time-dependent behavior of a uniformly loaded rectangular thin foundation plate. By use of the viscoelastic-elastic correspondence principle and the Laplace transforms, the analytical solutions were obtained in terms of the Mittag-Leffler function. Through the analysis of a numerical example, the calculated plate deflection, bending moment and foundation reaction were compared to those from ideal elastic and standard viscoelastic models. It is found that the upper and lower bound solutions of the plate response estimated by the proposed model can be determined using the elastic model. Based on a parametric study, the impacts of model parameters on the long-term performance of a foundation plate were systematically investigated. The results show that the two spring stiffnesses govern the upper and lower bound solutions of the plate response. By varying the values of the fractional differential order and the coefficient of viscosity, the time-dependent behavior of a foundation plate can be accurately captured. The fractional differential order seems to be dependent on the mechanical properties of the ground soil. A sandy foundation will have a small fractional differential order while in order to simulate the creeping of clay foundation, a larger fractional differential order value is needed. The fractionalized Zener model is capable of accounting for the primary and secondary consolidation processes of the foundation soil and can be used to predict the plate performance over many decades of time.