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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
이승현 (선문대학교) 한진태 (한국건설기술연구원)
저널정보
한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제19권 제11호
발행연도
2018.11
수록면
205 - 212 (8page)

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본 연구에서는 상용 해석프로그램에서 구현하기에 어려움이 있는 지반공학적 문제를 해결하기 위한 쉽고 직관적인 해석 프로그램 개발의 일환으로 계산의 정확도가 상대적으로 높은 요소를 채택한 유한요소법을 정식화 하고 해석과정을 프로그램화 하였다. 개발된 프로그램의 계산과정에 있어서의 신뢰성 확인을 위해 두 가지 예에 대한 해석을 수행하고 결과분석을 해 보았는데 첫 번째 예는 등방구속압이 요소에 작용하는 경우이고 나머지 예는 전단응력이 요소의 측면에 작용하는 경우이다. 유한요소를 구성하는 요소로는 등매개변수 사변형 요소를 채택하였는데 요소내의 변위는 요소의 절점변위와 형상함수로 표현된다. 전체좌표(global coordinate)에 의한 미분계수로 표현되는 변형률을 얻기 위해 자코비언과 자연좌표(natural coordinate)를 이용하는 계산과정을 코딩하였다. 요소의 강성행렬을 정의하는 이중적분식을 수치적분으로 변환시키기 위해 4점 가우스 구적법을 적용하였다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 등방구속압이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내의 네 개의 가우스점과 요소 중앙에 대해 계산된 응력값이 등방구속압과 일치됨을 알 수 있었다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 전단응력이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내에 발생되는 횡방향응력 및 연직응력이 위치에 따라 변화됨을 알 수 있었으며 외력에 대한 발생응력의 크기 및 분포양상이 합리적임을 알 수 있었다.
#Finite element method #Four point Gauss rule #Isoparametric quadrilateral element #Reliability #Stresses

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 해석이론
3. 결론
References

참고문헌 (16)

참고문헌 신청
D. R. J. Owen, and E. Hinton, Finite elements in plasticity, Pineridge Press Limited Swansea, U.K., 1980. E. Wilson, B. Parsons, “Trapezoidal Finite Elements ? Their Derivation and Use for Axisymmetric Rotating Bodies”, ASME Presentation at the Design Engineering Technical Conference, Cincinnati, Ohio, September 9-12, Paper 73 ?DET- 47, 1973. O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu, The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals, Elsevier,Oxford, UK, 2008. D. Moxey, M. D. Green, S. J. Sherwin, J. Peiro, “An isoparametric approach to high-order curvilinear boundary-layer meshing”, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol.283, pp.636-650, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cma.2014.09.019 J. Hoth and W. Kowalczyk, Direct determination of shape functions for isoparametric elements with arbitrary node configuration, Open Engineering, Volume 5, Issue 1, ISSN (Online) 2391-5439, 2015. DOI: https://doi.org/10.1515/eng-2015-0049

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