In order to obtain homogeneous and high quality products in powder compaction forging process, it is very important to control stress, strain, density and density distributions. Therefore, it is necessary to understand quantitatively the elasto-plastic deformation and densification behaviors of porous metals and metal powders. In this study, elasto-plastic finite element method using Lee-Kim's pressure dependent porous material yield function has been used for the analysis of three dimensional indenting process. The analysis predicts deformed geometry, stress, strain and density distribution and load. The calculated load is in good agreement with experimental one. The calculated results do not show axisymmetric distributions because of the edge effect. The core part which is in contact with the indentor and the outer diagonal edge part are in compressive stress states and the middle part is in tensile stress state. As a results, it can be concluded that three dimensional analysis is more realistic than axisymmetric assumption approach.

준-정적 선형 2차원 열점탄성 문제들의 유한요소해석을 위하여 가상일의 원리를 근거로 하여 새로운 변분공식과 유한요소방정식을 유도한다. 이때 점탄성 재료는 열유동학적으로 단순한 물성을 갖는다. T=T(x)일 경우에 유전적 강성행렬들의 효율적이고 단순화된 계산과정을 소개한다. 몇몇 예제를 해석하고 기존의 발표된 수치결과들과 비교 검토하여 정확성 및 경제성을 입증한다.

이 연구의 목적은 단조하중과 반복하중올 받는 철근콘크리트 면부재 해석에 대한 이방향성 회전 직교촉 모 텔의 성능올 검토하기 위함이다. 여기서 다루는 구조부재는 철근에 의하여 적절히 보강된 보， 기퉁， 보-기둥 접합부， 그리고 전단벽둥으로 부재의 파괴가 인장균열후 압축파괴에 의하여 일어나는 부재이다. 보통 단조하 중에 대하여 사용도는 이방향성 회전 직교축 모텔을 반복하중에 대하여 확장하며， 철근파 부착의 기존 재료모 델과 함께 유한요소해석에 사용한다. 단조하중에 대하여 이방향성 회전 직교축 모델올 사용한 해석 결과는 취 성파괴를 나타내는 철근콘크리트보의 실험결과와 비교된다. 또한 반복하중올 받는 전단벽의 극한하중， 비선 형 변형， 핀칭 현상동에 대하여 실험결과와비교된다.

지하 방사성 폐기물 저장소의 오핸기간동안의 거동은 지반의 파괴와 변형에 영향과 암염의 비선형변형의 예 측은 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 암염의 비선형파괴 메커니즘과 비선형 연속체거동의 유한요소모 델 을 개발하였다.

지하터널은 그 경계가 반무한영역에서 설정되고 재료나 형상의 복잡성을 갖고 있기 때문에, 동적하중에 대하여 정확한 거동을 해석하기 위해서는 3차원 동적해석이 필요하다. 이때 일반적인 수치해석기법인 유한요소만을 이용한 방법은 인위적 경계에서의 파의 반사, 입력자료의 방대함 등으로 인하여 효율적이지 못하게 된다. 본 연구는 이러한 점을 고려하여 지하터널에 직접 가해지는 동적하중에 대한 효율적인 해석기법을 개발하는데 그 목적이 있다. 개발된 프로그램에서 지반의 반무한성은 3차원 경계요소로 고려되었으며, 구조물에는 3차원 동적해석을 수행한 결과 기존의 2차원 터널해석에서 고려가 곤란했던 차량의 진행하중으로 인한 반복효과가 합리적으로 반영되는 것으로 분석되었다.

본 연구는 拉列햇톰훨 .i훌빼의 훌훌훌B分의 효율적인 有限훌素흙析을 위한 보-윷換훌素 및 윷~部分의 요 소를 제시하고자 한다. 먼저 보-윷~훌훌는 보요소와 벽체요소사이의 변형 및 힘의 狗東條件을 근거로하여 보의 기본적인 거동을 동일하게 유지하면서 平面應力훌素의 개념으로 대치된 유사보요소로 간주될 수 있으 며， 이는 뺏뺏部分에서의 보요소와 벽체요소사이의 서로 다른 自由度에 기인한 윷形의 不홉음性을 합리척으 로 해결해준다. 또한 보-윷뺏훌素와 직접 연결되는 윷換部分의 요소는 보-뺑換훌素의 경우와 동일한 狗束 條件이 적용됩으로써 윷~部分에 대한 효율적인 훌훌分훌j方훗을 제시해 준다. 이와 같이 본 연구에서 제시된 요소들은 기본적으로 i호 flJ Ji lfli훌 _i훌~ 뿐만아니라 보요소와 벽체요소의 相효作用이 고려되는 모든 구조물 에 효율적으로 활용될 수 있다.

본 연구는 가중적분법을 이용한 추계론적 유한요소해석에 관한 것으로 구조계 내에 존재하는 재료상수와 기하학적 상수의 임의성을 해석에 고려하여 추계론적 해석을 수행하였으며 대상 구조로는 평판구조를 택하였다. 재료와 기하학적 해석인자의 임의성을 포함한 요소강성행렬의 유도를 위해서 임의장을 가장하였으며 임의장의 평균은 0이고 표준편차 값은 0.1을 사용하였다. 이러한 임의장의 특성은 auto-correlation 함수에 의해서 표현되었으며 이 함수는 반응변화도를 얻는 과정에 사용되었다. 본 연구에서는 평판의 두께에 대한 임의성을 고려하기 위해서 새로운 auto-correlation 함수가 유도되었다. 유도된 새로운 auto-correlation 함수는 재료탄성계수의 임의장 특성을 나타내는 기존의 함수와 임의장 분산 계수의 함수로 나타났다. 수치해석결과는 몬테카를로 시뮬레이션 결과와 비교되었으며 상호 잘 일치하는 좋은 결과를 나타내었고 이들 결과는 제시된 이론적인 수렴치와도 잘 일치하였다. 평판두께에 대한 해석의 경우 역시 Lawrence의 결과는 물론 몬테카를로 시뮬레이션과 제시된 이론치와도 잘 일치하였다.

The purpose of the analysis is the numerical simulation of structures strained to the limit loads. The finite element calculations and experiments with cracked structures have been carried out yielding over limit strains between 10% and 15% by single peak load. Load versus displacement-diagrams and J-diagrams up to the limit load are calculated. By this way the influence of geometric parameters may be assessed in the post yield region. It is proposed to use such calculations to correlate experiments carried out with small specimens to experiments simulating the true dimensions of the design structure.

종속변수와 기본 탄성방정식의 가중잔차 근사식의 Fourier 급수 전개를 이용한 3차원 판이론을 제시하였 다. 판의 가중잔차 평형방정식은 가중된 변위로 표시되며， 그 결과는 다시 위치에너지 Functional올 이용하여 유한요소해석을 수행하였다. 본 해석은 Strip판에 적 용되어 2가지 예 를 분석하였으며， 예제의 결과는 이론해 와 잘일치하였다.

철근 콘크리트 구조물은 여러가지 복합적인 원인으로 균열이 발생한다. 이러한 균열은 내구성의 저하와 일체식 구조물의 외관을 손상시킬 뿐 아니라 철근이 공기중이나 해수에 노출되어 철근의 부식으로 콘크리트 구조물에 치명적인 구조적 문제를 야기시킨다. 본 연구에서는 서해안 A 항만 건설현장 케이슨 구조체의 일부 균열현상에 대하여, 유한요소법을 이용 Computer Modelling을 하고, 제작 및 진수, 예인, 가거치 등 시공단계별 구조해석을 통해, 균열발생원인을 규명하고, 올바른 시공법을 제안하였다.

본 연구의 목적은 표준파괴인장시험편에 대한 탄소성유한요소해석이다. 탄소성파괴역학의 이론과 수치해석을 위한 조건들이 기술되고 균열선단의 특이성을 모형화하기 위한 가능성이 논의된다. 표준파괴인장시험편의 탄소성유한요소해석으로부터 J적분이나 균열개구변위(COD)와 같은 파괴역학계수들과 그들의 상관관계가 계산되고 소성역의 크기와 형태가 구해진다. 실험과 계산결과들이 비교되고 한계하중의 계산이 논의된다.

지하구조물의 주위지반은 일반적으로 퇴적층의 형성 또는 지각의 변동에 의해 다층구조를 가지게 되므로, 구조물 및 주위지반의 거동을 정확히 예측하기 위해서는 해석에 다층구조의 영향을 반영해야 한다. 본 연구에서는 다층으로 구성된 지하구조계를 대상으로 하여 구조물과 그 주변에는 비선형 유한요소를 사용하고, 비선형성이 상대적으로 미약한 주변 다층지반에는 선형 경계요소를 사용하여 재료의 비선형성과 비균질성을 고려한 효율적인 조합해석방법을 개발하고자 한다. 반무한영역에 설정되는 다층구조계를 경계요소로 해석할 경우 그 기본해가 제한되어 있으므로, 본 연구에서는 기존의 무한기본해를 이용하는 방법을 사용하였다. 무한기본해를 이용하는 내부영역문제의 경우 각각의 균질한 층을 부영역(subdomain)으로 분할하고 계방정식을 구성한 뒤에 접합면에 대하여 평형조건과 적합조건을 만족시켜 주는 방법을 사용하여 비균질성을 고려한다. 부영역으로 층을 분할한 내부영역문제의 경계요소해석 결과는 선형 유한요소해석 결과와 비교하여 검증하였고, 검증된 경계요소 프로그램을 비선형 유한요소 프로그램과 조합하였다. 조합해석 결과, 굴착부 주변의 응력집 중부에는 비선형 유한요소를 사용하고, 비선형의 영향이 미소한 주변의 다층지반에 대해서는 부영역에 의한 선형 경계요소를 사용하는 조합해석방법이 합리적이고 효율적임을 알 수 있었다.

앞의 논문 Part 1 에서 유도한 변분원리를 이용하여 복합재료적충판의 진동해석을 할 수 있는 유한요소해 석 모델을 개발하였다. 이 모델에서는 어느 한 충의 면내 변위와 나머지층 단연의 회전각， 그리고 판 전체의 연직방향처짐을 절점변수로 취하게 되어 n개층으로된 적충판의 경우 2(n+ 1) +1 의 절점 자유도를 갖는다. 따 라서， 판의 주변에서는 한층의 면내변위와 각충단연의 회전각을， 판의 면내에서는 연직방향 처짐을 경계조건 값으로 정의할 수 있다. 이 모델에 의해 개발한 프로그램을 이용하여 각층의 재료특성이 크게 다환 혼종형 복 합재료적충판 (hybrid laminate) 의 고유진동문제를 해석하였다. 탄성이론해 빛 다른 유한요소해석결과와 본 해석결과와의 비교를 통해 제시모델이 기존의 다른 유한요소모델보다 정확함올 예시하였다.

적층판의 동적거동에 대한 유한요소해석모텔개발을 목적으로 전단변형을 적합하게 고려한 적층판이론에 대한 변분원리를 유도하였다. 유도방볍은 Sandhu 동에 의해 개발된 다변수 경계치문제의 변분원리이론을 따 았으 며， 지배방정식의 미분연산자 매트릭스를 self-adjoint로 만들기 위하여 convolution을 이중선형사상으로 사용하였다 유도된 적충판의 범함수에는 경계조건， 초기조건쁜만 아니라 유한요소해석모텔에서 생길 수 있 는 요소간 불연속조건도 포함시킬 수 있다. 상태변수의 적합함수공간을 확장하거나 특정조건을 적용하브로서 다양한 형태의 범함수를 유도할 수 있으며， 이를 통해 다양한 유한요소해석모델의 개발이 가능함을 논하였다.

슈퍼요소를 이용한 구조해석은 항공기나 선박 둥 대형구조물의 해석에서 장점올 가지며 하드웨어의 제한된 조건속에서 효과적인 결과를 준다. 본 논문에서는 고정된 타이벡 (tie back) 상태에서 세계 최대의 5α삐톤， 회전 상태에서 3α%톤올 들어 올릴 수 있는 크레인선의 구조 안전성 검토를 위하여 슈퍼요소로 분할된 부분 구조물 해석을 다루었으며， 효과적인 부분구조화 (substructuring) 과정과 독특한 하중추출방법 및 유한요소 모델링 기법을 제시하고 있다. 또한 해 석결과에 근거한 실질적인 구조물의 총괄적 국부보강방법올 보여주고 있다. 대형 크레인선의 구조해석적용 연구를 통하여 부분구조기법의 효율성을 확립하였으며 이러한 해석기법을 통하여 새로운 형태의 유사한 구조물에 대한 해석지침을 제시하고 었다.

볼트 접합부의 정확한 해석을 위하여 접합 요소와 볼트 요소 및 쉘 요소를 사용한 방법을 개발하였다. 접합면을 단순하게 이상화시키는 접합 요소와 장력을 갖는 볼트 요소를 도입하였고, 전체적인 계산과정은 2단계, 즉 제안된 방법에 의한 초기 강성의 결정과 뉴턴-랩슨법에 근거하는 호장법을 이용한 비선형 거동의 추적으로 구분하여 행함으로써 계산의 효율성을 증대시켰다. 앵글을 사용한 반강접 접합부와 모멘트 판을 사용한 접합부를 해석하여 기존 실험 및 해석과 비교함으로써 제안한 방법의 정확성과 적용성을 입증하였다. 또한 볼트 접합부의 정확한 해석을 위해서는 접합면에서 발생하는 미끄럼짐의 고려가 반드시 필요하며 접합부를 구성하는 판재의 3차원적인 변형의 해석도 무시할 수 없는 역할을 하는 사실을 보여주었다.

혼합 유한 요소 기법을 이용하여 STEEL과 같은 강체와 접합된 RUBBER에서의 계면 균열을 해석한다. 먼저 비압축성 물질의 유한 요서 해석을 위해 혼합 유한요소(Mixed Finite Element) 정식화를 한다. 이때 RUBER를 Mooney-Rivlin Material로 가정한다. 다음으로 대변형에 있어서 J-적분이 포텐셜 에너지 방출률로서의 의미를 갖는가를 확인하고 유한 요소 해석 결과를 검증한 후 여러 균열 길이에 대해서 에너지 방출률을 계산하고 균열 성장 안정성을 검토한다.

내압을 받는 섬유강화 복합적층 파이프 구조를 해석하기 우해 감절점 원통형 쉘 유한요소를 이용하였다. 이요소는 lockintg현상을 제거하고, 수렴성을 개선하기 위해 감차적분기법, 변위형의 추가, 가정된 전단 변형 도장을 사용한 9절점의 3차원 쉘 유한요소이다. 이 유한요소를 이용하여 여러개의 예제를 해석하고, 결과를 이론식 및 다른 구조해석 프로그램과 비교하였다. 비교결과 유한요소의 수렴도 양호하였고, 섬유강과 복합적층 파이프 구조의 섬유 배향 각도를 증가시킴에 따라 파이프의 처짐은 감소하면서 파이프의 강성이 증가함을 알 수 있고 이는 또한 90.deg.적층 각도가 내압을 받는 파이프 구조의 hoop tension을 유효하게 받을 수 있음을 보여주고 있다.

본 수치해석의 목적은 앵글 강부재의 극저사이클 파괴실험으로부터 얻어진 거동의 재현 빛 특히， 부재중에 서 가장 심한 웅력을 받는 부분에 대한 국소 웅력-변형률의 이력과 누적상황을 추적하는 것이다. 이를위해， 범용 구조해석 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여， 재료 및 기하학적 비선형을 고려한 대변형 3 차원 유한요소해석을 행하였다. 해석은 2 단계 즉， 해석 I 파 n 로 나누어 실시하였으며， 본 해석의 첸반적인 가동 은 실험결과와 매우 잘 일치하였다.

3차원적인 고체의 유한요소해석 결과를 컴퓨터 그래픽스를 이용하여 시각화하는 후처리 방법들을 고안하고, 유한요소해석 소프트웨어의 개발에 응용하여 그 실용성과 효율성을 검토하였다. 이 연구에서는 고체 구조물의 후처리에서 가장 어려운 문제인 입체 내부의 데이타를 표현하는 방법을 중점적으로 다루었으며, 이를 위하여 공간 내부의 절단면을 표시하는 방법, 입체를 절단하여 분리하는 방법, 등가곡면으로 데이타 값의 범위를 표시하는 방법을 제안하였다.