유한요소법의 개념
유한요소법(Finite
Element Method)은
1930년대에 개발된 Matrix이론을 사용하여 1960연대에 영국과
미국에서 개발되어 이론화 및 상용화가 이루어진 것은 컴퓨터의
발전이 이루어진 1970년대 이후이다. 이러한 유한요소법은
공학과
물리학에서 많이
사용되었으며 컴퓨터 하드웨어의 발전과 더불어 급속히
발전하였다.
유한요소법은
초기에는 복잡한 구조물의 응력해석을 위해 개발되었으나,
그후 발전을 거듭하여 연속체 역학(Continuum Mechanics)분야등
광범위한 분야에서 사용되고 있다. 구조물에 대해
요소의 공통되는 점, 선 및 면 등에서 여러 가지 경계조건을
사용하여 수식을 만들고, 이를 이용해 구조물 전체에 대한
연립 대수 방정식을 만들어 해를 구한다. 공통되는
점이나, 선, 면이 많아질수록 연립방정식이 커지게 되어
해를 구하는데 많은 계산이 필요하게 되었고, 이러한 특징으로
인하여 유한요소법은
컴퓨터의 발전속도와 비례하여 발전하였다.
유한요소법은
여러 가지 엔지니어링(Engineering)분야에 적용이 가능하지만,
구조분야에서 가장 먼저 적용이 되었고, 현재는 다양한
분야에서 적용이 되고 있다.
일반적으로
유한요소법의
장점과 단점은
다음과 같다.
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장점
기하학적 형상, 하중 및 경계조건등에 제한이 없다.
단점
초보자가 사용하지 쉽지만, 결과의
신뢰성 평가는 경험이 필요하다.