• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.8-13
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• 2005

회전원판은 전통적인 산업기기 뿐만 아니라 최근에 정보저장기기에 많이 사용되고 있다. 특히 빠른 정보전달 속도를 위해서는 회전정보기기의 회전수를 증가시키는 것이 필수적이다. 이를 위해 본 연구에서는 CD에 복합재료를 적용하여 강도해석을 수행하였다. 회전하는 극직교 이방성 원판의 응력분포의 계산을 위해 변위에 대한 미분방정식을 유도하였다. 기존 제품인 폴리카보네이트 CD 뿐만 아니라 전형적인 유리섬유 복합재료와 탄소섬유 복합재료를 선정하여 응력분포를 계산하였으며 인강강도를 구속조건으로 하는 최대 허용회전수를 구하였다. 해석결과 탄소섬유 복합재료 원판의 경우 최대 허용 회전속도가 증가하지만 유리섬유 복합재료 원판의 경우에는 그렇지 않음을 보였다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.43-49
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• 2007

회전원판의 동적 불안정성은 회전속도를 제한하는 가장 중요한 요인이다. 복합재료를 회전원판에 적용시킬 경우 동적 안정성을 증가시킬 수 있어 경량화와 고속화를 동시에 이룰 수 있다. 티모쉔코 효과라고 불리는 횡전단변형과 회전관성이 판 구조물의 동적거동에 미치는 영향은 많은 연구가 진행되어왔으나 원판의 회전이 이 효과에 미치는 영향에 대한 연구는 극히 제한적이며 복합재료 원판의 경우는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 티모쉔코 효과를 고려한 직교이방성 회전원판의 동적 방정식을 유도하였으며 상용 유한요소 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여 진동해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 특정 모드에서는 일반적으로 알려진 바와는 달리 회전수의 증가에 따라 티모쉔코 효과가 감소하다 증가하는 현상을 보였다. 또한 데이터만을 기초로 회전증가에 따른 티모쉔코 효과의 감소는 두께비가 작아질수록 증가하고, 반경비, 탄성계수 대 전단계수 비, 진동 모드 수가 커질수록 증가하는 것으로 결론지을 수 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.169-175
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• 2006

Rotating annular disks are widely used in data storage devices such as CDs, DVDs(digital versatile disks), and HDs(hard disks). Higher data transfer rate in data storage disks could not be achieved by polycarbonate disks in the present market. The problem can be solved by applying the fiber-reinforce composite materials to the disks. In this paper, an application of composite materials to rotating disks is proposed to increase the critical speed. Dynamic equation is formulated in order to calculate the natural frequency and critical speed for rotating composite disks by the Galerkin method. The orthogonal functions are used in series solution. A companion paper(Part II) presents and discusses the numerical results of vibration analysis and critical speed for rotating polar orthotropic disk using the formulation and solution method given in this paper (Part I).

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.69-79
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• 1996

Dynamic stress intensity factors are derives when the crack is propagating with constant velocity under longitudinal shear stress in orthotropic disk plate. General stress fields of crack tip propagating with constant velocity and least square method are used to obtain the dynamic stress intensity factor. The dynamic stress intensity factors of GLV/GTV=1(=isotropic material or transversely isotropic material) which is obtained in out study nearly coincides with Chiang's results when mode Ⅲ stress is applied to boundary of isotropic disk. The D.S.I.F. of mode Ⅲ stress is greater when α(=angle of crack propagation direction with fiber direction) is 90° than that when α is 0°. In case of a/D(a:crack length, D:disk diameter)<0. 58, the faster crack propagation velocity, the less D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on ghear stress wave velocity, the D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on shear stress wave velocity, the D.S.I.F. unexpectedly increases and decreases to zero.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.387-395
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• 1991

Large deflection behavior of cylindrically orthotropic thin circular plates is investigated by the numerical technique of differential quadrature. Governing equations are derived in terms of transverse deflection and stress function and a Newton-Raphson technique is used to solve the nonlinear systems of equations. For small values of degree of differential quadrature (N.leq.13), as the degree of differential quadrature increases, the center deflection converges. However, as N increases further, the center deflection diverges by ill-conditioning in the weighting coefficients. As the orthotropic parameter increases, the center deflection decreases and behaves linear for the loads. At center, the stress is affected mainly by orthotropic parameter, while the stress is affected mainly by boundary condition at edge.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.176-179
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• 2005

Rotating annular disks are widely used in data storage devices such as CDs, DVDs(digital versatile disks), and HDs(hard disks) as well as in traditional industrial machines like sawing machines, turbines, brake disks. The exact stress distribution of rotating polar orthotropic disk is derived by solving directly the equilibrium equation instead of using stress function. Stress distributions for typical GFRP and CFRP disks are presented in addition to polycarbonate disk. The results show that the application of CFRP to rotating disk can increase the maximum allowable rotating speed but this may not be applicable to GFRP disk.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.247-254
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• 2006

This paper (Part II) provides the application results of the method presented in a companion paper (Part I) where the dynamic equation for rotating polar orthotropic disk is formulated and its solution method is considered. The natural frequencies and critical speed of polycarbonate CD are calculated to validate the present method and are shown to by very accurate. The critical speeds of typical GFRP and CFRP CD's are computed by aligning the fibers in radial and circumferential directions. The radially reinforced CFRP CD is shown to have the five times higher critical speed than that of the polycarbonate CD. The natural frequencies and critical speeds of disks with various elastic modulus ratios are obtained. The results show that the radially reinforced disk is more effective in increasing critical speed than the circumferentially reinforced disk.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.337-340
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• 2005

Rotating annular disks are widely used in data storage devices such as CDs, DVDs(digital versatile disks), and HDs(hard disks). Higher data transfer rate in data storage disks could not be achieved by polycarbonate disks in the present market. The problem can be solved by applying the fiber-reinforce composite materials to the disks. In this paper, an application of composite materials to rotating disks is proposed to increase the critical speed. Dynamic equation is formulated in order to calculate the natural frequency and critical speed for rotating composite by the Galerkin method. The results show that the radially reinforced disk is more effective in increasing critical speed than the circumferentially reinforced disk.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.815-826
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• 1994

신설교양(新設橋梁)이 기존(旣存)의 도로(道路)나 철도(鐵道) 또는 하천(河川)을 횡단(橫斷)하는 경우에 지형적(地形的)인 여건(與件)으로 인하여 사교(斜橋)(skew bridge)의 건설(建設)이 불가피한 경우가 흔히 있게 된다. 강상판(鋼床板)은 최근(最近) 구조용강재(構造用鋼材)의 품질향상(品質向上), 용접기술(熔接技術)의 발달(發達)에 힘입어 사하중(死荷重)의 감소(減少) 및 공기단축(工期短縮) 등을 위하여 특히 장대교(長大橋)의 바닥판으로 널리 사용되어지고 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 강상판(鋼床板)을 정교(精巧)한 유한요소(有限要素)로 모델링하여 사각(斜角)에 따른 정적거동(靜的擧動)의 변화(變化)률 범용(汎用) 유한요소해석(有限要素解析)프로그램인 SAP90을 사용하여 분석(分析) 고찰(考察)하였다. 유한요소분석(有限要素分析)을 통하여 상판(床板)의 사각(斜角)이 $90^{\circ}{\sim}30^{\circ}$ 사이로 변화(變化)할 때에 발생(發生)되는 예각부(銳角部)와 둔각부(鈍角部) 및 중앙부(中央部)에서의 거동(擧動)을 등방성평판(等方性平板)과 직교이방성평판(直交異方性平板)에 대하여 비교분석(比較分析)하였다. 해석결과(解析結果)로부터 사각(斜角)을 갖는 원판(原板)은 등방성(等方性), 직교이방성(直交異方性)에 상관없이 둔각부(鈍角部)에서의 모멘트, 반력(反力) 및 처짐이 상판(床板)의 중앙부(中央部)에 비하여 그 값이 크게 나타났으며, 특히 $45^{\circ}$이하(以下)의 사각(斜角)에서는 그 차이(差異)가 매우 크게 발생(發生)함을 알 수 있었다. 또한 $55^{\circ}$이하(以下)로 사각(斜角)이 감소(減少)할수록 상판(床板) 둔각부(鈍角部)에서의 모멘트가 중앙부(中央部)의 모멘트 크기를 초과(超過)하며, 그 차이(差異)는 사각(斜角)이 감소(減少)할수록 현저하게 커짐을 확인하였다. 본(本) 연구(硏究)에서는 사각(斜角)의 사각(斜角)에 따른 거동특성(擧動特性)에 대한 정량적(定量的)인 평가(評價)를 하고, 사교(斜橋)에 있어서 위약부위(脆弱部位)와 사각(斜角)의 한계(限界)를 제시하였다.