Abstract
Analysis of mechanical behavior for a pultruded-wound hollow rod is presented. For this purpose, the pultruded-wound hollow rod is manufactured by the new winder attached to the conventional pultrusion system. And the conventional pultrusion process is newly altered to manufacture pultruded-wound specimens. A computer program, POST II, is modified to perform this study, In the nonlinear finite element formulation, the updated Lagrangian description method based on the second Piolar-Kirchhoff stress tensor and the Green strain tensor are used. For the finite element modeling of the composite hollow rod, the eight-node degenerated shell element is utilized. In order to estimate the failure, the maximum stress criterion is adopted to the averaged stress in the each layer of the finite elements. As numerical examples, the behavior of glass/up composite hollow rod is investigated from the initial loading to the final collapse. Present finite element results considering stiffness degradation and stress unload due to failure shows excellent agreement with experiments in the ultimate load, failure and deformations.
인발 와인딩에 의한 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동해석을 수행하였다. 이 목적의 수행을 위해 새롭게 제작된 와인더를 전통적 인발 시스템에 부탁하여 시편을 제작하였다. 또한 인발-와인딩된 시편을 제작할 수 있는 새로운 공법을 개발하였다. 이 연구를 위해 유한요소 해석 프로그램 POSTII를 확장 개발하였다. 비선형유한요소 수식화에는 2차 피올라-키르히호프 응력 텐서와 그린 변형률 텐서에 기초한 업데이트된 라그란지언 표현법이 사용되었다. 복합재료 중공봉의 유한요소 모델링을 위해 8절점 응축쉘요소를 사용하였다. 파손평가를 위해 모든 유한요소의 각 단층에서의 평균응력을 최대음력 판정법에 대입하였다. 수치해석 예로서 불포화 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동을 초기 하중상태에서 최종 붕괴가지 조사하였다. 파손에 따른 강성저하와 응력제하를 고려한 유한요소해석 결과는 극만 하중과 파손 및 변형에서 실험치와 잘 일치하였다.