In this study, an improved 8-node flat shell element is presented for the analysis of shell structure, by combining 8-node membrane element with drilling degree-of-freedom and 8-node plate bending element based on the recently presented technique.
Firstly, 8-node membrane element designated as CLM8 is presented in this paper. The element has drilling degree-of-freedom in addition to transitional degree-of-freedom. Therefore the element possesses 3 degrees-of-freedom per each node which, as well as the improvement of the element behavior, permits an easy connection to other element with rotational degree-of-freedom.
Secondly, 8-node flat shell element was composed by adding 8-node Mindlin plate bending element to the membrane element. The behavior of the introduced plate bending element is further improved by combined use of nonconforming displacement modes, selectively reduced intergration scheme, and assumed shear strain fiedls. The element passes in the patch test, doesn't show spurious mechanism and doesn't produce shear locking phenomena.
Finally, Numerical examples are presented to show the performance of flat shell element developed in the present study.
본 논문에서는 회전자유도를 갖는 8절점 평면응력요소와 최근에 제안된 8절점 평판 휨 요소를 결합하여 쉘구조물에 적용될 수 있는 개선된 평면쉘 요소를 개발하였다. 첫째, CLM8 이라고 명명된 8절점 평면응력요소는 각 절점당 3개의 자유도를 가짐으로 인해 거동의 개선뿐만 아니라, 다른 회전자유도를 갖는 요소와의 결합을 가능하게 하였다. 두번째로 비적합변위장과 선택적 감차적분방법 그리고 대체전단변형률장을 적용하는 세가지 방법을 혼용하여 개발한 평판휨요소를 평면응력요소와 결합하여 평면쉘요소를 구성하였다. 본 논문에서 제안한 요소는 조각시험을 통과하며 영에너지 모드 및 전단 잠금현상을 가지고 있지 않는 것으로 판명되었다. 그리고, 마지막으로 이 요소의 성능을 시험하기위한 수치예제를 통해 요소의 신뢰성을 확인하였다.
