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공학/유한요소법 2

[유한요소법] 최소 포텐셜 에너지의 원리(principle of minimum potential energy)

이번 포스팅에서는 최소 포텐셜 에너지의 원리에 대해 알아보겠습니다. 최소 포텐셜 에너지의 원리(principle of minimum potential energy) 최소 포텐셜 에너지의 원리란, 보존계에서 탄성체는 포텐셜 에너지를 최소화하는 방향으로 변형한다는 것입니다. 그 결과 물체는 안정적인 평형상태에 놓이게 됩니다. 우리는 이 원리를 이용해서 탄성계의 운동방정식을 유도할 수 있습니다. 최소 포텐셜 에너지의 원리 예제 위 그림과 같은 탄성계를 고려해봅시다. 스프링 변형에 의한 potential energy 및 force에 의한 일을 고려하여 total energy를 구하면 아래와 같습니다. $$E = \frac{1}{2}k_1(q_1-q_2)^2+\frac{1}{2}k_2q_2^2+\frac{1}{2..

[유한요소법] 응력 - 변형률 관계(stress - strain relations)

이번 포스팅에서는 응력 - 변형률 관계에 대해 알아보겠습니다. 3차원 응력 - 변형률 관계 육면체 요소가 존재한다고 가정했을 때, Hooke's law에 의하여 각 수직변형률, 전단변형률은 아래와 같이 쓸 수 있습니다. $$\epsilon_x = \frac{\sigma_x}{E}-\nu\frac{\sigma_y}{E}-\nu\frac{\sigma_z}{E}$$ $$\epsilon_y = -\nu\frac{\sigma_x}{E}+\frac{\sigma_y}{E}-\nu\frac{\sigma_z}{E}$$ $$\epsilon_z = -\nu\frac{\sigma_x}{E}-\nu\frac{\sigma_y}{E}+\frac{\sigma_z}{E}$$ $$\gamma_{yz} = \frac{\tau_{yz}}{..

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