• Title/Summary/Keyword: 보강평판

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A Study on the Vibration Characteristics of the Eccentrically Stiffened Plate Attached an Orthogonal Stiffener at Arbitrary Angle (직교 보강재가 임의의 각도로 부착된 편면 보강평판의 진동 특성에 관한 연구)

  • 정병환;김찬묵
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.172-178
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    • 1995
  • 보강평판은 평판에 각종 보강재를 용접등의 방법에 의해서 종방향, 횡방향, 경사 또는 임의의 방향으로 부착시켜 굽힘 및 비틀림 강성을 향상시킨 구조요소이다. 이러한 구조요소는 구조적 필요성이나 경량화 설계에 따라 선박의 deck, 철도 차량, 항공기 및 자동차 등의 각종 구조물에서 부하능력 및 경제성을 증대시키기 위하여 널리 사용되고 있고, 또한 자동차용 오일팬, 가전기기의 케이싱과 모터의 케이싱등에도 사용되고 있다. 최근 현장에서는 이러한 구조물의 진동 감소 및 방진 문제가 큰 관심사가 되고 있다. 본 논문은 정사각형 알루미늄 평판에 +자 형태의 Box Beam 보강재를 편면 보강하고 4변 자유단의 경계 조건을 설정하였다. 보강재는 유한요소 정식화 과정을 통하여 평판 요소에 등가시키고, 2차원의 평판 구조로 보강 평판을 모델링하고 구조해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석하였다. 실험은 Impact Test에 의해서 주파수 응답 함수(FRF)를 각 시편에 대해서 구하고 이를 해석의 고유진동수와 비교하였다. 그리고 보강재가 임의의 각도로 평판에 부착되었을 때 고유진동수의 변화와 진동 모드(mode shape)를 분석하였다.

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Initial Imperfection Sencitivity in Stiffened Plates (보강판의 초기결함 민감성 연구)

  • 김천욱;원종진
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.8 no.3
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    • pp.264-273
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    • 1984
  • 초기경향이 있는 보강평판의 비선형 운동 방정식을 Galerkin method에 의하여 유도하였다. Runge Kutta method를 사용하여 step-load를 받고 있는 보강평판의 동적 좌굴문제의 수치해를 구하였다. 정적 좌굴실험에 의하여 좌굴하중을 결정함에 있어 동적 해석법을 응용할 수 있음을 입증하였으며, step-load를 받는 보강평판의 동적 좌굴해석으로 정적좌굴의 초기결함 민감성을 해 석하였다. 보강평판의 초기결함민강성은 평판보다 훨씬 낮으며 보강재의 편심비가 높을수록 민감 성은 둔화된다.

Geometrically Nonlinear Analysis of Eccentrically Stiffened Plate (편심 보강평판의 기하학적 비선형 해석)

  • Jae-Wook Lee;Kie-Tae Chung;Young-Tae Yang
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.28 no.2
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    • pp.307-317
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    • 1991
  • A displacement-based finite element method is presented for the geometrically nonlinear analysis of eccentrically stiffened plates. The nonlinear degenerated shell and eccentric isobeam(isoparametric beam) elements are formulated on the basis of total Lagrangian and updated Lagrangian descriptions. To describe the stiffener's local plate buckling mode, some additional local degrees of freedom are used in the eccentric isobeam element. The eccentric isobeam element can be affectively employed to model the eccentric stiffener just like the case of the degenerated shell element. A detailed nonlinear analysis including the effects of stiffener's eccentricity is performed to estimate the critical load and the post buckling behaviour of an eccentrically stiffened plate. The critical buckling loads are found higher than analytic plate buckling load but lower than Euler buckling load which are the buckling strength requirements of classification society.

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Elastic Buckling Analysis of Orthotropic Plate with Edge Stiffener (연단보강재가 설치된 직교이방성 평판의 좌굴해석)

  • Yoon, Soon Jong;Lee, Won Bok
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.2
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    • pp.281-290
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    • 1994
  • This paper presents the results of an analytical investigation pertaining to the compression behavior of axially loaded plates made from pultruded fiber reinforced plastic materials. Non-dimensionalized closed-form solutions have been developed for the prediction of the buckling load in the pultruded plates with edge stiffener. These solutions were based upon the classical theory of orthotropic plates and accounted for the e1astic restraints at the juncture of plate and stiffener. The effects of edge stiffener on the flange plate were investigated in order to clarify its usefulness for increasing flange local buckling load of the pultruded structural shapes.

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Wave Propagation in a Strip Plate with Longitudinal Stiffeners (보강재를 가진 무한길이 띠 평판의 진동해석)

  • Kim, Hyungjun;Ryue, Jungsoo
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.23 no.6
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    • pp.512-519
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    • 2013
  • It is important to understand the vibrating behavior of plate structures for its many engineering applications. In this study, the vibration characteristics of strip plates that have finite width and infinite length are investigated theoretically and numerically. The waveguide finite element(WFE) approach, which is an effective tool for studying waveguide structures, is used in this study. The WFE method requires only a cross-sectional finite element model, and uses theoretical harmonic solutions to assess wave propagation along the longitudinal direction. First, WFE results for a simple strip plate are compared with the theoretical results(i.e., dispersion diagrams and point mobilities) to validate the numerical model. Then, in the numerical analysis, different numbers of longitudinal stiffeners are included in the plate model to investigate the effects of stiffeners in terms of the dispersion curves and mobilities. Finally, the dispersion curves of a stiffened double plate are obtained to examine the characteristics of its wave propagation.

평판구조물의 진동 및 음향방사 - 통계적 접근

  • 강준수;김정태;김관주
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1996.10a
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    • pp.113-117
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    • 1996
  • 구조물의 진동에 의해 소음이 방사되는 현상은 기계에서 소음의 발생원으로 볼 수 있기 때문에 기게류의 소음을 예측하거나 저감방안을 제시하기 위해서는 구조물의 동특성과 방사특성을 이해하고 있어야 한다. 특히, 엔진블럭, 펀치프레스, 배의 갑판구조물등과 같은 대다수의 소음 발생기계는 평판의 형상을 가진 구조물로서 기계적인 충격 등에 의해 그 표면에서 소음이 발생되므로 강성을 증가시키고, 소음저감을 목적으로 빔과 같은 보강재를 통해 보강되어 있다. 그런데, 해석적인 방법으로는 평판이나 원판 또는 구와 같은 단순한 형태의 특정구조물에 대해서만 그 결과를 얻을 수 있으므로 이와 같은 불연속 평판구조물의 진동 및 방사특성은 평판에 대한 순수 이론으로는 해석이 곤란하여 따라서 본 연구에서는 수치해석적인 방법을 통해 이를 해결하고자 하였다. 수치해석적인 방법으로는 유한요소법(FEM)과 경계요소법(BEM), 및 통계적 에너지 해석기법(SEA)등이 있으며 구조물의 진동-소음연성문제의 경우에 있어서는, 진동해석을 FEM과 SEA으로, 공기 중에서의 방사현상은 BEM으로 예측하고 있다. 본 연구에서는 재질이 균일한 얇은 2차원 평판구조와 보강평판에 대해서 진동특성은 유한요소해석 프로그램을 사용하여 해석하였으며 이때의 진동특성값을 입력데이터로 사용하여 경계요소해석 프로그램으로 방사효율 등을 예측하였다. 또한 이 과정에서 2차원 평판구조의 모우드 밀도와 가진점 모빌리티의 실수값이 가지는 평균치의 물리적 특성을 분석하였으며, 추후 실험을 통해 이를 검증코자 한다.

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p-Version Finite Element Model of Stiffened Plates by Hierarchic $C^0$-Element (계층적 $C^0$ - 요소에 의한 보강판의 p-Version 유한요소 모델)

  • 홍종현;우광성;신영식
    • Computational Structural Engineering
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    • v.9 no.1
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    • pp.33-45
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    • 1996
  • A general stiffener element which includes transverse shear deformation is formulated using the p-version finite element method. Hierarchic C/sup o/-shape functions, derived from Integrals of Legendre polynomials, are used to define the assembled stiffness matrix of the stiffener with respect to the local reference frame is transformed to the plate reference system by applying the appropriate transformation matrices in order to insure compatibility of displacements at the junction of the stiffener and plate. The transformation matrices which account for the orientation and the eccentricity effects of the stiffener with respect to the plate reference axes are used to find local behavior at the junction of the stiffener and the relative contributions of the plate and stiffener to the strength of the composite system. The results obtained by the p-version finite element method are comared with the results in literatures, especially those by the h-version finite element analysis program, MICROFEAP-II.

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Design Optimization of Blade Stiffened Laminated Composite Plates (보강된 적층평판의 최적화 설계)

  • Shin, Yung Seok
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.13 no.1
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    • pp.65-74
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    • 1993
  • The buckling load of a blade stiffened laminated composite plate having midplane symmetry is maximized for a given total weight. The thicknesses of the layers and the width and height of the stiffener are taken as the design variables. Buckling analysis is carried out using a finite element method. The optimization problem is solved using an IMSL subroutine. Due to the highly nonlinear nature of the optimality equations, several local optimum solutions are found. Various combinations of fiber orientation for the laminate layers and the blade stiffener are investigated to examine their relative efficiency. Out of several cases examined, the best design was produced from the combination of ($0^{\circ}Beam/0^{\circ}/90^{\circ}$)s.

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A New Grillage Method for Analyzing Orthogonally Stiffened Plated Structures (직교 이방성으로 보강된 평판 구조물 해석을 위한 새로운 방법 연구)

  • 조규남
    • Computational Structural Engineering
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    • v.2 no.2
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    • pp.101-112
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    • 1989
  • Development of a procedure for improved modeling of orthogonally stiffened plated grillages is the primary subject of this paper. In the method developed here a modified static condensation procedure is used to get a complete 2-dimensional grillage which represents the stiffness of the original orthogonally stiffened plated structure. The theory and numerical model are applied to a typical structure and the method has been demonstrated to work well for the analysis of orthogonally stiffened plate structures.

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A Study on the Optimum Design of Stiffened Plates under Combined Loads (조합하중이 작용하는 보강평판의 최적설계 연구)

  • 원종진
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.5
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    • pp.1059-1068
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    • 1990
  • The minimum weight design for the simply-supported eccentrically stiffened plates subjected to combined loads is studied according to the stiffening configuration. The optimal programming is accomplished by formulating the design requirements in terms of a mathematical programming problem, and by using the gradient projection algorithm. The Huber type equilibrium equation is used as the governing equation for the overall buckling. The overall buckling of stiffened plates and the local buckling of the unstiffened plate between stiffeners and the stiffeners themselves are used as behavior constraints. Results of design examples for the orthogonally stiffening case compared with those of the other study support that the present study is feasible. Design examples for the symmetrically oblique stiffening case are presented and the results indicate that a significant improvement in design efficiency may be achieved through symmetrically oblique stiffening compared to the orthogonal stiffening under the combined loading condition.