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사각형 박판의 비선형 열탄성 응력 수치해석
Numerical Analysis of Nonlinear Thermoelastic Stress for Rectangular Thin Plate 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.19 no.4 = no.68, 2004년, pp.155 - 160  

김치경 (인천대학교 안전공학과) ,  김성중 (인천대학교 안전공학과)

초록
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판의 두께에 선형적으로 변화하는 온도분포의 열하중을 받는 단순지지의 사각형 박판을 해석하였다. 열에 의한 판의 처짐이 판두께에 비해 상대적으로 과대하여 막응력이 부수적으로 발생하여 문제는 비선형 해석이 된다. 큰 처짐을 가지는 기하학적 비선형 문제를 지배하는 기본방정식은 von Karman 방정식이 사용되며 차분법으로 수치해석 한다. 차분화 하여 얻어지는 유사선형 대수방정식은 반복법을 도입하여 해석하고 결과치를 해석적으로 얻은 해와 비교 검토한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A simply supported rectangular thin plate with temperature distribution varying over the thickness is analyzed. Since the thermal deflections are large compared to the plate thickness during bending and membrane stresses are developed md as such a nonlinear stress analysis is necessary. For the geom...

주제어

#thermoelastic stress   #finite difference method   #nonlinear equation   #iteration  

AI 본문요약
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제안 방법

  • Vallabhan10) solved the nonlinear plate problem using finite difference method in which the large deflected plate was solved using a direct method. The primary objective of this study is to develop a finite difference formulation of thin plate with temperature distribution varying over the thickness so that a iterative technique can be used to solve the plate numerically. A brief derivation of the nonlinear thermoelastic equations is given here, veiere the thermoelastic conditions are added on to the classical von Karman equations ' .
  • This iterative technique appears to be suitable for general nonlinear behavior because it relies on the fact that a unique deflection exists for an increment of load. The study in the therm이 stress analysis can be directed towards analyzing various solar panels with different sizes, thickness and coefficients of thermal expansion.

이론/모형

  • The mathematical formu-Mtion of thermoelastic plate problems shows a close resemblance to the corresponding isothermal cases. For the geometrically nonlinear large deflection behavior of the plate, the classical von Karman equations are used. These nonlinear equations are solved numeric끼 ly by using the finite difiference method.
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참고문헌 (11)

  1. Aleck, B.J., 'Thermal Stresses in a RectangularPlate Clamped Along an Edge', Transactions,ASME, Vol. 71, pp. 118. 1949 

  2. Alori, Chuji., 'Analysis of Thermal Stresses in Restrained at an Edge', Proceeding, 9th Japanese National Congress for Applied Mechanics, Tokyo, pp. 61. 1959 

  3. Copeland, R. E., 'Shrinkage and Temperature Stresses in Masonry', Proceedings, American ConcreteInstitute, Vol. 53, pp. 769. 1957 

  4. Kim, C. K., 'Itemtive Analysis of Nonliner Laminated Rectangular Plates by finite Difference Method', Journal of KIIS, Vol. 10, pp. 13-17, 2002 

  5. Kobotake, Y., and Inoue, Y., 'Mechanics of Adhesive Joints Part I', Applied Scientific Research, The Hague, Vol. 7, Section A, pp. 53, 1958 

  6. lyengar, K. T. Sundara Raja, and ChandrashekharaK., 'Thermal Stresses in Rectangular Plates', Applied Scientific Research, The Hague, Vol. 15, pp. 141, 1965 

  7. Szilard, R., 'Theory and Analysis of Plates', Prentce-Hall, Inc., 1974 

  8. Timoshenko, S., and Krieger, S. W., 'Theory of Plates and Shells', McGraw-Hill Book Co., Inc.,New York, 1959 

  9. Ugural, A. C., 'Stresses in Plates and Shells', McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, 1981 

  10. Vallabhan, C. V., 'Iterative Analysis of Nonlinear Glass Plates', ASCE, Vol. 109, pp. 489, 1983 

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  11. Zienkiewiez, O. C., 'The Computation of Shrinkageand Thermal Stresses in Massive Concrete Structures', Proceeding, Institution of Civil Engineers, London, Vol. 4, pp. 88, 1955 

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