Improvement of the Direct FE² Method for Multiscale Analysis of Composite Materials

본 연구에서는 복합재료의 멀티스케일 해석을 효과적으로 진행하기 위해 직접 FE² 방법의 전단 잠김(shear locking) 현상을 감소시키는 방법을 제시하였다. 멀티스케일 해석법 중 직접 FE² 방법은 거시와 미시 스케일의 유한요소 사이를 다중점 구속을 사용하여 선형적인 관계로 연결하며 결합된 유한요소해석을 직접 수행하여 멀티스케일 문제의 해를 찾을 수 있는데 기존 FE² 방법에 비해 복잡한 프로그램과 거시와 미시 문제들 사이의 반복계산이 필요 없는 방법이다. 미시 요소에 부여되는 경계조건은 거시 요소의 변형에 기반한 것이므로 굽힘 변형 등에서 거시 요소가 모델의 거동을 적절히 표현하지 못하면 전단 잠김 문제가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위하여 굽힘 변형의 이론해를 사용하여 거시 요소에서 표현하지 못하는 변형을 경계조건에 추가하여 직접 FE² 해석의 성능을 개선시키는 방법을 제시하였다.