수계산(2차원 평면1개 부재)으로 따라하는 유한요소법 해석

소개

"수계산(2차원 평면1개 부재)으로 따라하는 유한요소법 해석"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론
1-1 유한요소법 이해의 어려움
1-2 유한요소법 이해의 유익
1-3 유한요소법 이해의 지름길

2. 유한요소법 구조해석 이론
2-1 개요
2-2 삼각형 요소내의 변위와 절점변위
2-3 삼각형 요소내의 변형률과 절점변위
2-4 삼각형 요소내의 응력과 변형률
2-5 가상일의 원리-강성도 매트릭스 [K}

3. 2차원 평면 1개(평면응력) 유한요소법 구조해석
3-1 강성도 매트릭스 [K]
3-2 절점변위 [δ]
3-3 삼각형 요소내의 변위[u]
3-4 삼각형 요소내의 변형률[ε]
3-5 삼각형 요소내의 응력[σ]
3-6 반력[f]

4. 2차원 평면 1개(평면변형률) 유한요소법 구조해석
4-1 강성도 매트릭스 [K]
4-2 절점변위 [δ]
4-3 삼각형 요소내의 변위[u]
4-4 삼각형 요소내의 변형률[ε]
4-5 삼각형 요소내의 응력[σ]
4-6 반력[f]

5. 평면응력과 평면변형률 상태의 구조해석결과 해석

본문내용

1-1 유한요소법 이해의 어려움

유한요소법은 매트릭스 대수와 재료역학 그리고 프로그램 작성법을 알아야 이해할 수 있다. 프로그램언어를 이해하는 것도 쉬운일이 아니다. 그리고 이러한 것들을 다 이해한다 하여도 부재(요소)수가 많은 구조물을 유한요소법으로 해석하는 데는 복잡해서 본질적인 내용을 놓치기 쉽고 그 해석이 맞는지 맞지 않는지알기 힘들다. 그러므로 유한요소법을 공부하기가 용이한 일이 아니다. 그러나 답이 없는 문제는 없다. 쉽게이해할 수 있는 방법은 있다.

1-2 유한요소법 이해의 유익

유한요소법은 토목, 건축, 기계 및 재료 공학 등 공학분야에 만능으로 광범위하게 사용되고 있어, 대학생이나 여러 방면의 비구조전공 실무자들이라도 유한요소법으로 간단한 구조물을 해석할 수있는지식을 갖추면 그 유익은 직장에서 평생에 큰 자산이 될 것이다. 더욱 구조 전공자는 유한요소법을잘이해하고 있으면 입력시와 구조해석과정 그리고 출력시 오류를 방지할 수 있고, 또 설명할 수 있으며평생자신감 있게 실무에 임할 수 있다.

1-3 유한요소법 이해의 지름길

유한요소법의 이론을 터득하기 위해서 가장 손쉬운 방법은 실제로 유한요소법으로 구조해석을 보는것이다. 그러나 이는 현실적으로 쉽지 않다. 그래서 특허적인 방법으로 부재수를 최대로 줄여 유한요소법으로구조해석을 해보면 그 기본적인 내용을 이해하기 쉽다. 그리하면 분명히 유한요소법이 어떤 것이구나를알 수 있다. 그리고 유한요소법으로 구조해석을 할 수 있는 능력을 갖추게 된다..
1차원 선구조물의 1개 부재 수작업, 2개 부재 엑셀, 포트란 프로그램 구조해석에 이어, 여기서는 2차원평면 1개 부재의 구조물을 수작업을 통하여 유한요소법으로 구조해석을 해 봄으로써 구조물을 유한요소법으로 구조해석할 수 있는 기본적인 능력을 배양하고자 한다.

참고자료

· 매트리스 구조해석 I ROBERT E. SENNETT , 김운학 유영화공역 I 1999.0301
· 기초유한요소법 I 이병해편저 I 경문사 I 1985.05.10
· 실용유한요소에 의한 구조해석 I 김대인저 I 원기술 I 1995.01.30
· EXCEL로 배우는 유한요소법 I 주석재 I 도서출판 홍릉 I 2020.02.28