다공평판에서의 응력해석에 균질화기법이 사용되었다. 표준적인 유한요소법에 미소좌표계확장을 도입한 균질화 기법은 다공평판을 microscale 모델과 macroscale 모델로 나누어 해석한다. 같은 패턴이 반복되는 최소의 기하학적단위를 microscale에서의 단위구조로 취하여 등가물성치를 산출한다. Macroscale 모델에서는 다공평판을 구멍이 없는 일반평판으로 가정하여 앞에서 산출한 등가물성치와 주어진 경계조건을 이용하여 변위를 산출하고, microscale 모델에서 다공평판의 응력을 계산한다. 균질화기법은 다공평판외에도 기본단위의 반복도가 심한 복합구조의 응력해석에서 유용한 전처리 및 후처리 개념을 제공하며, 계산에 필요한 자유도를 현저히 줄이면서 적절한 등가물성치와 응력분포의 계산을 가능케 하여준다.

A simplified stress analysis of perforated plates was carried out using homogenization technique. Homogenization technique, which introduced miroscale expansion in the standard finite element method, reconstructed the plate with regularly placed holes into a set of macroscale and microscale models. The microscale model helped compute homogenized material constants of the unit cell, which were used to compute macroscale displacements in the macroscale model. Also it was possible to compute the stress field of the plate using the microscale model. It was found that reasonable equivalent material constants were computed and that the required degrees of freedom was drastically reduced when homogenization technique was employed in the stress analyses. The microscale modeling in the homogenization technique provided a useful concept of pre- and post-processing in the stress analysis of perforated plates.

• 이진희(홍익대학교 기계설계화과조교수) | Lee Jin Hee