비선형 스터디의 반복 테크닉

비선형 정적 스터디

비선형 정적 해석에서 특정 "시간" 간격 (t+Δt)에서 해결되는 기본 방정식 세트는 다음과 같습니다.

t+Δt{R} - t+Δt{F} = 0,

여기에서,

t+Δt{R} = 외부적으로 적용된 절점 하중의 벡터

t+Δt{F} = 내부적으로 발생된 절점 힘의 벡터

내부 절점 힘 t+Δt{F}는 시간 t+Δt에서의 절점 변위 t+Δt{U}에 따라 달라지므로 반복 방법을 사용해야 합니다. 다음 방정식은 특정 시간 간격(t+Δt)에서의 평형 방정식을 해결하기 위한 반복 기법의 기본 개요를 보여줍니다.

{ΔR}(i-1) = t+Δt{R} - t+Δt{F}(i-1)

t+Δt[K](i) {ΔU}(i) = {ΔR}(i-1)

t+Δt{U}(i) = t+Δt{U}(i-1) + {ΔU}(i)

t+Δt{U}(0) = t{U}; t+Δt{F}(0) = t{F}

여기에서,

t+Δt{R} = 외부적으로 적용된 절점 하중의 벡터

t+Δt{F}(i-1) = 반복(i)에서 내부적으로 생성된 절점 힘의 벡터

{ΔR}(i-1) = 반복(i)에서 균형을 잃은 하중 벡터

{ΔU}(i) = 반복(i)에서 증가 절점 변위 벡터

t+Δt{U}(i) = 반복(i)에서의 총 변위 벡터

t+Δt[K](i) = 반복(i)에서 Jacobian(접선강성) 행렬

위의 반복을 수행하는 서로 다른 방법이 있습니다. Newton 형식의 두 가지 방법에 대한 간단한 설명을 보려면 아래 항목을 클릭하십시오.

반복 테크닉: Newton-Raphson(NR) 방법

이 방법에서는 아래 그림에서와 같이 접선강성행렬이 특정 스텝 내 각 반복에서 조합, 분해됩니다. NR 방법의 수렴률은 매우 높으며 수렴률은 2차입니다. 그러나, 접선강성이 각 반복에서 조합, 분해되므로 큰 모델에서 많은 시간 및 자원이 소모될 수 있어 다른 반복 테크닉을 사용하는 것이 더 낳을 수 있습니다.

반복 테크닉 - Modified Newton-Raphson(MNR) 방법

이 방법에서는 접선강성행렬이 각 스텝의 시작에서(또는 스터디에서 지정한 시점) 조합, 분해되고 아래 그림에서와 같이 전체 반복 과정에서 사용됩니다.