인장 불안정이 제거된 SPH을 이용한 고체의 동적 탄소성해석

Abstract

본 논문은 고체의 동적 탄소성해석을 수행하기 위해 인장불안정이 제거된 SPH기법을 사용하였다. 인장불안정은 SPH 입자들이 인장력에 의해 서로 떨어져나가는 해석적 오류현상이며, 재료적 특성에 따라 해석결과에 큰 영향을 미치게 된다. 이와 같은 인장불안정을 제어하기 위한 방법으로 본 연구에서는 가상응력의 개념을 적용하였다. 본 연구에서 제시한 SPH에 의해 해석예제를 수행하여 해석법의 효율성을 검증하였으며, 해석예제로 원형 링의 충돌문제와, 절단, 균열과 같은 재료적 파괴문제를 수행하였다.

In this paper elasto-plastic dynamic behavior of solid is analyzed by using smoothed particle hydrodynamics (SPH) without tensile instability which caused by a clustering of SPH particles. In solid body computations, the instability may corrupt physical behavior by numerical fragmentation which, in some cases of elastic or brittle solids, is so severe that the dynamics of the system is completely wrong. The instability removed by using an artificial stress which introduces negligible errors in long-wavelength modes. Applications to several test problems show that the artificial stress works effectively. These problems include the collision of rubber cylinders, fracture and crack of plate.