• 대한토목학회논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 1984

본(本)논문(論文)은 재료(材料)의 성질(性質)이 직교(直交)하는 방향(方向)으로 상이(相異)한 이방성(異方性) 구조체(構造體)에 부분등분포(部分等分布) 전단하중(剪斷荷重)이 경계(境界)에 작용(作用)할 경우의 수직응력(垂直應力)과 전단응력(剪斷應力)을 나태내는 엄밀해법(解法)을 제시(提示)하였다. 이 해법(解法)은 평형조건(平衡條件)과 적합조건(適合條件)을 동시에 만족하는 탄성론적(彈性論的)인 엄밀 해법(解法)이다. 따라서 이러한 문제(問題)를 해석(解析)하기 위하여 Airy 응력함수(應力凾數)를 이용(利用)하였다. 본해법(本解法)의 타당성(妥當性)을 증명(證明)하기 위하여 이방성(異方性)인 경우의 방정식(方程式)들의 이방성상수(異方性常數)들을 등방성(等方性)인 경우의 상수(常數)들로 대치(代置)할 경우에 등방성(等方性)인 경우의 방정식(方程式)들로 변환(變換)되지 않으면 안된다. 이를 검토(檢討)하기 위하여 L'hospital의 법칙(法則)을 이용하였다. 그 결과(結果) 이방성(異方性)인 경우의 모든 방정식(方程式)들은 등방성(等方性)인 경우의 방정식(方程式)들로 정확히 변환(變換)되었고 이 식들은 이미 연구된 자료(資料)의 값들과 비교(比較)된 결과(結果) 정확히 일치(一致)되었다. 또한 집중하중(集中荷重)의 경우와의 관계(關係)에서는 부분등분포하중(部分等分布荷重)의 특별(特別)한 경우가 집중하중(集中荷重)임을 고려하고 L'hospital의 법칙(法則)을 이용(利用)하면 부분등분포하중(部分等分布荷重)의 경우의 방정식(方程式)들은 바로 집중하중(集中荷重)의 경우의 방정식(方程式)들로 변환(變換)됨을 알 수 있다. 본 결과(結果)로 미루어 보아 해법(解法)의 타당성(妥當性)이 입증(立證)되었다고 할 수 있다. 본해법(本解法)의 방정식(方程式)들은 간단(簡單)한 형태(形態)로 구성(構成)되어 있어 수치결과(數値結果)를 정확히 누구나 얻을 수 있는 장점이 있다. 응력(應力)의 값을 나타내는 수치결과(數値結果)를 이방성재료(異方性材料)인 3단합판(合板)과 중첩합판을 예로 들어 나무결을 2가지 방향(方向)으로 강축(强軸)을 바꾸어 각각의 수직(垂直) 및 전단응력(剪斷應力)을 구(求)하여 도표(圖表)로 표시(表示)하였으며, 그 결과 응력(應力)의 분포(分布)는 재료(材料)의 성질과 강축(强軸)의 방향(方向)에 따라 현저하게 달라지는 현상을 볼 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제24권1호
• /
• pp.10-16
• /
• 2011

복합재 적층판의 피로수명을 평가하는 것은 여러 가지 재료와 섬유적층각에 따라 수많은 인증실험이 요구된다. 본 논문에서는 미시역학적 파손이론을 이용하여 복합재의 구성재료인 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면의 피로수명 예측를 통해 복합재 적층판의 피로수명 평가를 할 수 있는 방법을 제시하였다. 기지는 다축응력상태을 고려할 수 있는 일반적인 등방성 재료의 등가응력파손식을 이용하였고, 섬유는 이방성 재료이지만 섬유방향의 응력이 주요하므로 섬유방향의 응력만 고려한 최대응력 파손식을 사용하였다. 섬유/기지 경계면에서는 임계단면파손식을 사용하였고, 경계면의 피로강도가 크다고 가정하여 경계면에서의 피로파손는 무시하였다. 인장과 압축강도가 다른 재료의 평균응력효과를 고려할 수 있도록 수정된 Goodman 식을 이용하였다. 순수 기지의 피로실험 데이터를 기반으로 미시역학적 파손이론을 이용하여 단일 플라이와 복합재 적층판인 UDT[$90^{\circ}2$], BX[${\pm}45^{\circ}$]S와 TX[$0^{\circ}/{\pm}45^{\circ}$]S의 피로수명을 예측해 보았고, 실험 데이터와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
• /
• pp.59-64
• /
• 1992

터빈 블레이드와 같이 회전하는 구조물의 파단은 공진 근처에서 진동이 발 생할 때에 이에 기인하는 피로에 의하여 발생한다. 그러므로 이와 같은 파단 을 피하기 위해서는 설계 단계에서 이론적인 계산에 의하여 구조물의 고유 진동수를 결정하는 것이 상당히 중요하다. 판이 회전을 받게 되면 원심력에 의하여 판의 강성이 증가하므로 고유진동수가 회전하지 않는 판의 고유진동 수보다는 상당히 증가하게 된다. 이에 대한 연구가 국내외에서 상당수 행하 여졌지만, 연구의 대부분이 회전의 영향을 고려하지 않은 정지판(stationary plate)에 대한 것이며 뢰전을 고려한 연구는 극히 제한되어 있다. 또한 회전 의 영향을 고려한 연구의 대부분이 해석 대상을 보로서 단순화 시켰고 해법 으로는 유한요소법과 Ritz법 등을 사용하였다. 이는 블레이드가 지니고 있는 기하학적인 형상과 진동 특성이 해석적인 방법으로 해결하는 데에는 상당한 어려움이 있기 때문이다. 실제적으로는 터빈 블레이드와 같은 회전체의 진동 특성이 설치각이나 비틀림각, 판의 형상비, 회전속도 등의 변화에 의하여 영 향을 받기 때문에 보와 같은 진동 거동을 보이기보다는 판이나 셀과 같은 진동 거동을 보이므로 보다 정확한 해석을 수행하기 위해서는 해석 대상을 판이나 셀로서 취급하는 것이 타당하다. 따라서 본 연구에서는 위와 같은 이 유 때문에 해석 대상을 등방성 사각판과 직교이방성 복합재료 사각판으로 선택하였으며, 구조물의 고유진동수에 영향을 미치는 다음과 같은 인자들을 해석에 고려하였다. 1. 회전속도 (rotational speed) 2. 설치각 (setting angle) 3. 허브의 반경 (hub radius) 4. 판의 형상비 (aspect ratio) 5. 적층순서 (stacking sequence)구조물에 대한 동적실험(dynamic test)을 통하여 단기간에 동적특성을 결정하고 SDM(structure dynamic modification)이나 FRS(force response simulation)를 수행하여 임의의 좌표 공간에 대한 진동수준을 해석적으로 예측할 뿐만 아니라 구조물의 진동제어 를 위한 동적인자를 변경시킬 수 있는 정보를 제공하며 장비를 방진할 경우 신뢰성 있는 전달률을 결정할 수 있다. 실험적으로 철교, 교량이나 건물의 철골구조 및 2층 바닥 등 대,중형의 복잡한 구조물에 대항 동특성을 나타내 는 모빌리티를 결정할 경우 충격 가진 실험이 사용되는 실험장비 측면에서 나 실험을 수행하는 과정이 대체적으로 간편하다. 그러나 이 경우 대상 구조 물을 충분히 가진시킬수 있는 용량의 대형 충격기(large impact hammer)가 필요하게 된다. 이러한 동적실험은 약 길이 61m, 폭 16m의 4경간 교량에 대 하여 동적실험을 수행하여 가능성을 확인하였다. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but stron

• Composites Research
• /
• 제32권4호
• /
• pp.185-190
• /
• 2019

본 연구에서는 단순지지 경계조건을 갖는 적층 복합재료 사다리꼴 주름판에 대한 탄성 좌굴특성을 이론적 방법을 이용하여 분석하였다. 좌굴 해석에서는 한 방향 하중, 두 방향 하중 및 전단하중 등 3가지 유형의 내평면 하중조건이 고려되었다. 3차원 주름 구조물을 해석적으로 기계적 거동을 표현하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 해석에서는 주름판의 전반적인 좌굴 거동을 분석하기 위해 등가균질모델을 적용하였다. 이를 위해 단위 주름을 직교이방성재료로 등가시켰으며, 이전 연구에서 유도한 주름판에 대한 등가 굽힘강성계수식을 본 해석에 적용하였다. 제안된 이론해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 셸요소를 바탕으로 한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 두 방법을 이용해 얻은 임계 좌굴하중 및 좌굴형상을 비교하였다. 주름판의 기하형상에 따른 영향을 분석하기 위해 다양한 수치 예가 제시되었다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제51권2호
• /
• pp.114-121
• /
• 2014

Liquefied natural gas(LNG) cargo containment system(CCS) has the primary function of ensuring both adequate structural safety with respect to sloshing load which is defined as a violent behaviour of the liquid contents in CCS due to external forced motions and thermal insulation keeping natural gas below its boiling point. Among different LNG CCS types such as independent B-type and membrane ones, Mark III CCS is considered in this paper to perform its strength assessment. Mark III CCS plate is designed and constructed by stacking various non-metallic engineering materials such as plywood, triplex, reinforced PU foam that are supported by series of mastic upon inner steel hull structure. From the viewpoint of structural analysis, this plated structure is treated as a laminated composite structure showing complex structural behaviour under external load. Advanced finite element models of Mark III CCS plate is generated and used in conjunction with ultimate strength based failure criteria from laminated composite mechanics for the strength assessment. The strength assessment is performed within the initial failure state of Mark III CCS plate. Results provide failure details such as failure locations and loads. Finally obtained results are reviewed using the loads from acceptance criteria suggested by classification.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.149-156
• /
• 2011

본 논문에서는 생브낭의 원리를 이용하여 보/판/쉘 등의 구조물에서 응력분포를 후처리함으로써 개선할 수 있는 방법을 개발하였다. 생브낭의 원리에 따르면, 주어진 탄성문제에 대해서 실제의 응력분포에 상관없이 합응력들로 문제를 기술할 수 있다. 현재까지 알려진 바에 따르면 유일하게 점근적으로 타당한 이론들은 Euler-Bernoulli(E-B) 보이론과 Kirchhoff-Love(K-L) 판이론 등이 있다. 많은 공학적 문제들이 이 두 이론들에 기초하여 해석되어 왔음은 주지의 사실이다. 하지만, 현대의 공학 문제들은 보다 정확한 해석기법을 요구한다. 본 연구에서는 자유도가 상대적으로 많은 고차이론 등을 사용하지 않고, 고전적인 E-B 또는 K-L 해석결과를 합응력 등가의 원리를 이용하여 후처리함으로써 변위 및 응력분포를 정확하게 예측할 수 있는 방법을 개발하였고, 이방성 보 수치예제를 통해 제안된 방법론을 탄성해석법과 비교 검증하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권11호
• /
• pp.2752-2761
• /
• 1993

The purpose of this study is to confirm the decreasing problems of residual bending strength, and the fracture machanism experimentally when CFRP composite laminates are subjected to Foreign Object Damage. Composite laminates used for this experiment are CFRP orthotropy laminated plates, which have two-interfaces [O/sub 6//sup o//90/sub 6//sup o/]sub sym/ and four-interfaces [O/sub 3//sup o//90/sub 6//sup o//O/sub 3//sup o]/sub sym/. When the specimen is subjected to transverse impact by a steel ball, the delamination area generated by impact damage is observed by using SAM(Scanning Acoustic Microscope). also, Thefracture surfaces obtained by three-point bending test were observed by using SEM (Scanning Electron Microscope). Then, fracture mechanism was investigated based on the observed delamination area and fracture surface. The results were summarized as follows; (1) It is found that for the specimen with more interface, the critical delamination energy is increased while delamination-development energy is decreased. (2) Residual bending strength of specimen A is greater than that of Specimen B within the impact range of impact energy 1. 65J (impacted-side compression) and 1. 45J (impacted-side tension). On the other hand, when the impact energy is beyond the above ranges, residual bending strength of specimen A is smaller than that of specimen B. (3) In specimen A and B, residual strength of CFRP plates subjected to impact damage is lower in the impacted-side compression than in the impacted-side tension. (4) In the case of impacted-side compression, fracture is propagated from the transverse crack generat-ed near impact point. On the other hand, fracture is developed toward the impact point from the edge of interface-B delamination in the case of impacted-side tension.

• Composites Research
• /
• 제17권3호
• /
• pp.23-28
• /
• 2004

불균등 단면이나 임의의 경계조건을 가진 보나 탑 구조물의 고유진동수를 계산하는 방법은 김덕현에 의해 1960년 후반기에 개발 응용되고 1974년의 한 국제회의에서 발표되었다. 이 논문에는 이 방법을 탄성지지된 3경간연속 철근콘크리트 교량에 적용한 결과가 실려있다. 콘크리트 상판은 특별직교 이방성 판으로 취급되었다. 이 진동해석에 필요한 변위의 영향계수는 여러 방법으로 구할 수 있으나 이 논문에서는 유한차분법이 사용되었다. 기초의 탄성계수와, $D_{22}$, $D_{12}$, $D_{66}$ 강성의 고유진동수에 대한 영향이 철저하게 연구되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.327-334
• /
• 1998

A method of calculating the natural frequency corresponding to the first mode of vibration of beams and toll.or structures, with irregular cross sections and with arbitrary boundary conditions was developed and reported by Kim, D. H. in 1974. In this paper, the result of application of this method to the special orthotropic plates with free edges supported on elastic foundation and with a pair of opposite edges under axial forces is presented. Such plates represent the concrete highway slab and hybrid composite pavement of bridges. The reinforced concrete slab can be assumed as a special orthotropic plate, as a close approximation. The highway slab is supported on elastic foundation, with free boundaries. Sometimes, the pair of edges perpendicular to the traffic direction may be subject to the axial forces. The plate is subject to the concentrated load/loads, in the form of traffic loads, or the test equipments. Any method nay be used to obtain the deflection influence surfaces needed for this vibration analysis. Finite difference method is used for this purpose, in this paper. The influence of the modulus of the foundation, the aspect ratio of the plate, and the magnitudes of the axial forces and the concentrated attached mass on the plate, on the natural frequency is thoroughly studied.

• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.29-34
• /
• 2012

압축을 받는 복합적층판의 보강을 위해 폐단면리브를 적용하는 것이 효과적이나, 적정 크기나 최적 두께에 대한 충분한 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에 따라 폐단면리브 단면 제원에 따른 복합적층판의 압축좌굴 거동에 대한 영향이 우선 검토되어야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 직교이방성 $[(0^{\circ})_4]_s$와 Cross-ply $[(0^{\circ}/90^{\circ})_2]_s$ 적층단면을 각각 고려하여 U리브 단면강성에 따른 복합적층 보강판의 탄성좌굴강도 및 좌굴모드의 변화를 수치해석적으로 검토하였다. 구조부재로써 적용성을 고려하여 U리브 단면 모델을 선정하였고 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 U리브 적층두께에 따른 고유치 해석을 실시하였다. U리브와 같은 폐단면 보강재를 적용한 복합적층판에서는 단순지지 조건의 판좌굴 강도에 비해 상승효과가 있음이 본 연구의 수치해석 결과로부터 입증되었으며 본 해석연구 대상 모델에 대해 U리브 최적 적층두께를 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 향후 U리브의 최적 단면 선정방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.