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von Mises

• von Mises 모델은 전단응력이 한계치에 도달했을 때 파괴가 일어난다는 원리로써 주로 강재와 같은 연성재료의 거동을 정의하는데 사용됩니다. 이는 지반요소뿐만 아니라 트러스, 매립형 트러스 및 판 요소에도 적용할 수 있으며, 강재로 만들어진 앵커나 네일 및 강관 파일 등을 모사하는 경우 적절히 사용할 수 있습니다.

• 단, 토질재료에 적용시킬 때 Tresca 기준에서 언급한 바와 같이 인장과 압축강도의 크기가 같다는 점과 정수압에 무관하다는 한계를 가지고 있습니다. 그러나, Tresca 기준과 마찬가지로 포화토의 비배수강도는 von Mises 파괴조건으로 적절히 나타낼 수 있으며, Tresca 기준에서 곡면의 6각형 모서리 때문에 생기는 수학적 어려움과 수치해석의 복잡성이 없으므로 보다 유용하게 사용될 수 있습니다.

비선형

• 완전소성재료 : 항복응력을 입력합니다.

• 경화곡선 : 경화곡선은 소재의 소성 특성을 나타내는 재료 물성치로 실험을 통해 얻는 것이 일반적이고, 단축 인장/압축 시험이나 순수 전단 시험 등이 많이 이용됩니다. GTS NX의 경화곡선은 진응력(true stress)-소성변형률 곡선을 입력하도록 구성되어 있습니다. 시험 결과로부터의 변환 과정은 해석매뉴얼(Chapter-4 Materials)을 참고하시기 바랍니다.

• Stress-Strain Curve : Von Mises 항복조건에 대하여 등방성(isotropic) 경화, 이동성(kinematic) 경화, 혼합(combined) 경화 모델을 지원합니다. 등방성 경화 모델은 초기 항복곡면이 균일하게 확장하는 것으로 가정하기 때문에 초기 항복곡면의 중심축이 변하지 않습니다.

• 등방성 경화모델의 경화인자는 유효소성 변형률(effective plastic strain)로 구성되므로, 경화에 의한 항복응력 또한 유효소성 변형률의 함수로 주어지며, 입력한 경화함수를 그대로 사용합니다.

• 혼합 경화 모델은 소성변형의 발생에 의해 항복곡면의 확장과 이동이 동시에 생겨난다고 가정합니다. 조합 변수(Combined hardening factor, λc)를 이용하여 입력한 경화함수로부터 항복응력을 다음과 같이 산출하며, 조합 변수 λc=0인 경우 등방성 경화에 해당하며, λc=1인 경우는 이동성 경화와 일치합니다.

  \[ \sigma_y = \lambda_c h_y(0) + (1-\lambda_c)\,h_y(e_p) \]