Development of continuum mechanics based beam elements for linear and nonlinear analysis

Abstract

다양한 공학적 구조물의 거동을 수치적으로 해석하기 위해 빔 유한요소는 널리 이용되고 있다. 하지만 최근의 의료장비와 분자구조 등의 해석으로 빔의 응용분야가 넓혀짐에 따라, 여전히 더 뛰어난 모델링 성능을 가지는 빔 요소의 개발이 필요하다. 첫번째로, 신축, 전단, 휨, 비틀림, 와핑 변형이 완벽히 연계된 해석이 가능한 연속체 역학 기반 빔 유한요소를 개발한다. 빔요소는 3차원 솔리드 요소모델로 부터 직접적으로 감절점되어 유도된다. 또한 이산화된 단면함수를 내재하고 있기 때문에, 복잡한 3차원 형상에 대한 모델링 역량이 뛰어나다. 두번째로, 불연속적으로 변하는 임의의 단면에 대한 효과적인 와핑 변위모델을 제시한다. 세번째로, 연속체 역학 기반 빔요소의 비선형 성능에 대해 발표한다. 네번째로, 고유벡터 재구성법이라는 비선형 성능을 증대시킬 수 있는 새로운 수치해석 방법을 제시한다.