• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.1-10
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• 1999

복합재 적층판의 기계적 특성값 $E_1,\;E_2,\;V_{12},\;G_{12}$을 설계변수로 하는 변수식별을 수행하여 동적 거동을 보다 정확하게 예측할 수 있는 동적 모델을 확보하였다. 간단한 진동실험을 통해 고유진동수를 측정한 후 대상구조물에 대한 고유치의 실험값과 수치해석값 사이의 오차들의 합으로 목적함수를 구성하였다. 목적함수를 최소화하기 위해 최적화 방법으로 conjugate gradient method를 사용하였다. 최적화 과정 중 설계변수를 증감시키기 위해 민감도 해석이 수행된다. 민감도 해석을 통해 변수식별 결과도 설명할 수 있었다. 변수식별 결과의 타당성을 검토하기 위해 식별전후의 모드형상을 비교하였다. 식별된 기계적 특성값을 사용하여 보다 정확하게 복합재 적층판의 고유진동수를 예측할 수 있었다. 결과의 적용을 위해 식별된 기계적 특성값을 사용하여 다른 적층순서를 가진 복합재 적층판의 고유진동수를 예측해 보고 실험결과와 비교해 보았다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권4호통권70호
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• pp.427-434
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• 2005

본 논문에서는 경량, 고내구성 특성을 지니고 있고 신속시공이 가능한 인발성형 복합소재 교량 바닥판의 단면설계와 제작공정에 관해 기술하였으며, 구조해석을 동해 구조안전성과 사용성을 검토하였다. 단면설계에는 바닥판 단면 형상 설계와 복합소재 적층설계 절차를 기술하였고, 해석은 5주형 복합소재 바닥판 거더 교량에 대해 실시하였으며, 처짐 사용성, 파괴지수, 좌굴안정성에 대한 검토를 실시하였다. 설계된 복합소재 바닥판 단면은 인발성형으로 제작하였으며, 제작시편에 대한 재료시험을 실시한 후 그 결과를 기술하였다.

• Composites Research
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• 제28권5호
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• pp.277-284
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• 2015

본 연구의 목적은 고유진동 응답데이터로부터 적층된 GFRP 판구조의 섬유 물성 변화를 추정하는 것이다. 고등유한요소 상용프로그램(ABAQUS)와 연동된 알고리즘은 미시역학적 관점에서 손상된 요소를 추정할 뿐만 아니라 위치, 개수 및 정도를 탐색할 수 있다. 연동된 기법을 적용하여 역문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 모드형상 대신 제한된 몇 개의 고유진동수 데이터만을 적용하였다. 몇가지 수치해석 결과로부터 제안된 시스템 기법은 다양한 적층배열을 갖는 복합재료 적층판과 같은 복잡한 구조물의 섬유 강성 변화를 추정하는 데 수치해석적으로 효율적임을 보여준다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.335-345
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• 2008

본 연구에서는 역학적 특성이 우수하여 다양한 구조에 적용되고 있는 복합적층판에 대한 추계론적 유한요소해석 정식화를 제안한다. 정식화의 제시는 추계론적 수치해석기법 중 그 정확도가 매우 높은 것으로 알려져 있는 가중적분법에 기초하였다. 공간적 불확실성을 가지는 인수로는 두 재료축에 대한 탄성계수와 면내 전단탄성계수가 고려되었다. 이들 재료인수들은 독립적인 추계장함수로 모델링 되었으며, 이들 추계장이 구조거동에 미치는 영향은 지수함수형태의 자기 및 상호상관함수를 적용하여 산정하였다. 수치예제를 통하여 복합적층판이 등방성 및 이방성의 재료에 의한 판 구조에 비하여 거동의 변동계수가 낮음을 보여주었으며, 제안된 해석법의 검증을 위하여 몬테카를로 해석을 동시에 수행하고 그 결과를 상호 비교하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.49-60
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• 1991

본 연구에서는 "피로계수" (Fig.1)라는 새로운 개념을 도입하여 피로수명을 예측하였다. 먼저, 임의의 피로주기에서 피로계수 감소율은 피로주기의 지수함수를 따른다는 가정을 사용하고, 이를 적분하여 피로계수의 함수로 표현되는 피로수명식을 얻었다. 그리고 이 식에 변형률 파괴기준을 적용하여 최종적인 피로수명 예측식을 유도하였다. 이렇게 유도된 식은 재료상수가 결정되었을 때 임의의 응력상태하에서 의 피로수명을 예측할 수 있게 된다. 제안된 식을 탄소섬유 복합적층판에 적용하여 단일 응력에서의 피로 수명을 예측한 결과, 본 연구에서 제안한 피로수명 예측식(H '||'&'||' H curve)이 기존의 식보다 실험치와 더 잘 일치함을 알 수 있었다. 아울러 탄소섬유 강화 복합재료의 제반 피로특성을 살펴보았다.다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.10-20
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• 2003

본 논문에서는 임의의 방향각을 가지고 적층된 평직 복합재료에 대하여 미세구조를 모델링하고 수치실험을 통하여 등가물성치를 계산하였다. 층간 상호이동에 의한 평직복합재료의 섬유다발의 배열의 경우의 수는 무한대에 이르므로 여기서는 몬테 카를로법을 이용하여 지정된 경우의 수에 대하여 모델링과 해석을 수행하는 전략을 채택하였다. 또한 평직복합재료의 미세구조를 효과적으로 고려하고 모델링 및 계산시간을 절감하기 위하여 수정된 분할영역 적분에 의한 단일변위장 마크로요소를 사용하였다. 계산결과, 평직복합재료 적층판의 등가물성치는 적층간에 따라서 편차가 크게 나타날 수 있음을 확인하였다. 또한 고전적층판 이론으로 계산한 값과 비교하였을 때 $0^{\circ}$, $45^{\circ}$ 이외의 적층각에서 값의 차이가 크게 났는데, 이로부터 평직복합재료 구조물의 경우 고전적층판이론으로 계산한 등가물성치를 사용할 때 주의가 필요함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.7-13
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• 2002

압전필름센서는 복합재 구조물의 저속충격응답을 관측하기에 우수한 특성을 지니고 있다. 본 연구에서는 Gr/Ep 복합재 적층판이 손상이 발생할 수 있을 정도의 충격에너지를 받았을 때 압전필름센서 신호를 이용하여 충격거동을 모니터링할 수 있는 가능성에 대하여 고찰하였다. 손상이 발생하지 않는 저에너지 충격조건부터 국부적인 손상을 유발할 수 있는 충격조건까지 압전필름센서가 부착된 Gr/Ep 복합재 적층판에 대하여 16가지의 저속충격시험을 수행하였다. 세 가지 조거의 충격시험에서 기지균열 및 층간분리 등의 국부적인 손상이 발생하였으나, 충격력과, 변위, 변형률, 압전센서 신호와의 관계를 이용한 선형해석 모델을 사용하여 충격하중에 의한 복합재 적층판의 응답을 예측하는 정방향 문제와 압전센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석 결과는 비교적 잘 일치하는 경향을 보였다. 복원된 충격력으로부터 국부적인 손상이 발생할 정도의 충격까지는 압전필름센서 신호를 이용하여 충격력을 정확히 복원할 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제37권4호
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• pp.316-324
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• 2024

본 논문에서는 음향 방출 신호를 이용한 다방향 유리/에폭시 복합재 적층판의 가교된 섬유 수 추정에 관한 연구를 수행하였다. 다방향 복합재 파괴 거동 분석을 위하여 DCB 시험을 수행하였고, 시편의 파단 시 발생하는 탄성파를 측정하기 위하여 음향 방출 센서를 활용하였다. 일방향 복합재 적층판의 초기 가교된 섬유 수를 참고 문헌 및 섬유 체적 비를 통하여 추정하였다. 다방향 복합재 적층판의 초기 가교된 섬유 수 추정을 위하여 음향 방출 에너지의 상대적 비를 이용하였다. 추정한 초기 가교된 섬유들의 수를 유한요소모델에 적용하였으며, 유한 요소해석 결과와 시험 결과 사이에 유사한 경향을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.97-107
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• 2003

복합재료 적층판의 보다 정확한 해석결과를 얻기 위해서는 종방향 전단변형, 종방향 수직 변형률/응력에 의한 효과와 두께방향좌표에 관한 면내변위의 비선형 변화등이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 3차원 고차이론을 이용하여 복합적층판의 좌굴하중 및 고유진동수를 구하였다. 단순지지된 적층판과 샌드위치의 해는 이중삼각함수형태의 Fourier 급수로 변환한 Navier 해법을 사용하였고, 일차전단변형, 고차전단변형이론에 의한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구는 매개변수 즉, 보강각도, 적층수와 배열조건, 폭-두께비, 형상비의 변화에 따른 수치 해석 결과를 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.93-100
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• 2006

본 논문에서는 축방향 하중을 받는 사변단순지지된 특별직교이방성 적층복합판의 고유진동수를 간편하게 계산하는 방법을 제시한다. 이 방법은 진동해석을 위해, 임의 방법으로 얻어질 수 있는 영향계수를 사용하며 공명상태하에서 관성력에 의한 부재의 변형된 모드 형상을 결정하는 과정으로 이루어진다. 최초에 가정된 임의의 모드 형상으로 시작하여 정확한 모드 형상이 반복적인 과정을 통해 얻어진다. 또한 ${[{\alpha}{\beta}]_r}$, ${[{\alpha}{\beta}{\beta}{\alpha}{\alpha}{\beta}]_r}$그리고 ${[{\alpha}{\beta}{\beta}{\gamma}{\alpha}{\alpha}{\beta}]_r}$와 같이 적층의 수가 증가함에 따라 ${B_1_6}$, ${B_2_6}$, ${D_1_6}$, 그리고 ${D_2_6}$ 가 무시될 수 있어서 특별직교이방성 적층복합판 이론과 본 방법을 적용할 수 있는 형태를 제시하고 이들에 대한 진동해석 결과를 제시한다.