Bleich의 근사해법을 이용한 직교이방성 구조용부재의 탄성국부좌굴해석

Elastic Local Buckling Analysis of Orthotropic Structural Shapes Using Bleich's Approximate Method

본 논문은 pultrusion process를 통해서 생산된 섬유보강 플라스틱 구조용부재(직교이방성)의 국부좌굴응력을 예측하기 위해서 기존의 동방성부재에 대한 근사적 이론식인 Bleich해법을 확장하여 직교이방성 부재의 경우에도 적용할 수 있도록 유도하였으며, 유도과정에서는 무차원 비를 도입 계산이 더욱 용이하도룩 하였다. 또한, 보고된 정밀해 및 실험한 결과치와 비교하였으며 pultrusion process를 통해서 생산된 섬유보강 플라스틱 구조용 부재의 국부좌굴응력을 예측하는데 이 식이 효과적으로 사용될 수 있음을 도식적으로 보여 주었다. 또 다양한 단면치수와 길이를 갖는 기풍의 국부좌굴응력을 예측하여 설계시 사용될 수 있도록 도식화하였다. 또한, 섬유보강 플라스틱 구조용부재(기둥)가 국부좌굴을 일으키지 않고 재료가 파괴에 도달하거나 Euler의 임계좌굴이 먼저 발생할 판의 폭과 두께의 비를 수식적으로 제안하였다.

This paper presents the analytical results for the prediction of elastical local buckling stress of fiber reinforced plastic (orthotropic) structural shapes manufactured from pultrusion process. In the derivation, existing Bleich's approach which was originally derived for the isotropic structural shapes was extended and non-dimensionalized parameters which can simplify the numerical calculations were adopted. Analytical results were compared with reported closed-form solutions and experimental results. It is graphically shown that the results can be used effectively to predict the local buckling stress of pultruded fiber reinforced plastic structural shapes. Numerical results were presented graphically to estimate the local buckling stress of various cross-sectional dimensions and lengths of columns. In addition, limits of width to thickness ratio of flange and web of pultruded structural shapes were suggested in which material failure or overall buckling occurs prior to local buckling.