• 제목/요약/키워드: Laminated composite beam

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점탄성층을 삽입한 $0^0&90^0$ 섬유강화 복합재료의 감쇠계수에 대한 연구 (A Study on Material Damping of the $0^0&90^0$ Laminated Composite Sandwich Cantilever Beam inserted with Viscoelastic layer)

  • 임종휘;서윤종
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.345-348
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    • 2004
  • In this paper it is to establish a comprehensive model for predicting damping in sandwich Laminated composites on the basis of strain energy method. In this model, the effect of transverse shear on the material damping has been considered with in-plane stresses. Results showed that the viscoelastic core thickness in the sandwich beam and the Length of a beam have a high impact on the material damping. The transverse shear appears to be highly influenced by the damping behavior in $0^0$ laminated sandwiched composites. However, it is Little influenced by that in $90^0$ laminated sandwiched composites.

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최적 단면 치수를 가지는 복합재료 중공 빔의 설계 (Design of Cylindrical Composite Shell for Optimal Dimensions)

  • 최용진;전흥재;박혁성
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.127-133
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    • 2003
  • In this study, a problem formulation and solution for design optimization of laminate composite cylindrical beam section is presented. The objective of this research is to determine the optimal dimension of the laminated composite cylindrical beam sections which has the equivalent flexural rigidities to those of the steel cylindrical beam sections. The analytical model is based on the laminate theory and accounts for the material coupling for arbitrary laminate stacking sequence configuration. The outer diameter and thickness of the beam are design variables. The solutions described are found using a global search algorithm, Genetic Algorithms (GA).

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보 형태의 굽힘시편을 이용한 적층복합재료의 혼합모우드 층간파괴인성 평가 (Beam-Type Bend Specimen for Interlaminar Fracture Toughness of Laminated Composite under Mixed-Mode Defmrmations)

  • 윤성호;홍창선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.911-920
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    • 1989
  • 본 연구에서는 층간균열면에서의 보 두께비를 달리함에 따라 다양한 혼합 모우드 층간파괴인성을 평가할 수 있는 Fig.1과 같은 층간균열 시편에 대해 3점 굽힘하중 하중이 작용될 때의 전체어너지방출률을 전단변형을 고려한 보이론에 의해 유도하고 이를 층간균열면에서의 보 두께비에 따라 모우드I 성분과 모우드II 성분의 분리된 형태로 나타내었다. 또 한 여러가지 시편두께에 대해 전체에너지방출률을 구해 전단변형에 의한 에너지방출률이 전체에너지방출률에 미치는 영향도 조사하였다. 그리고 층간 균열면에서의 보 두께비가 0.3, 0.5, 0.6, 0.7, 그리고 0.9인 경우의 층간균열시편에 대해 실험적으로 혼합모우드 층간 파괴인성을 평가하고 혼합 모우드 변형을 받을 때의 층간파괴 거동도 조사하였다.

다층간분리된 직교 적층 보-기둥의 자유진동과 좌굴하중 (Free Vibrations and Buckling Loads of Axially Loaded Cross-Ply Laminated Composite Beam-Columns with Multiple Delaminations)

  • 이성희;김형열;박기태;박대효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.523-534
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    • 2002
  • 본 논문에서는 축방향 압축하중을 받는 다퐁간분리된 적층 보-기둥의 자유진동과 좌팔에 대한 해석을 수행하였다. 다층간분리된 적층 보-기둥의 고유진동수와 탄성 좌굴 하중에 대한 층간분리의 영향을 조사하기 위해 층간분리의 양단에서 기울기와 곡률이 일정하다는 가정을 적용하여 일반적인 운동학적 연속 조건을 유도하였다. 전체 다층간분리된 보-기둥을 부분으로 분할하고, 연속조건에 따른 반복관계를 각 하부 보-기둥에 부과함으로써 다층간분리된 보-기둥의 특성방정식을 구하였다. 축방향 증분 압축 하중에 따른 다층간분리된 보-기둥의 고유진동수와 탄성 좌굴 하중을 구하였으며 이는 손상되지 않은 적층 보-기둥의 최대 탄성 좌굴 하중에 한정된다 연구를 통하여 층간분리의 크기, 위치, 수가 고유진동수와 특히 탄성 좌굴 하중에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

임의방향 보강재를 가지는 복합적층 보강판의 해석 (Analysis of Laminated Composite Stiffened Plates with arbitrary orientation stiffener)

  • 임성순;장석윤;박대용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.147-158
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    • 2004
  • 많은 장점을 가진 복합재료를 사용한 보강판에 대하여 지금까지 많은 연구자들이 변위법에 근거한 등매개변수 평판 요소와 보요소를 결합한 유한요소법을 사용하여왔다. 이러한 유한요소법은 보요소를 평판 요소의 절점에 대한 강성으로 치환하기 때문에 보강재에 대한 국부적인 거동을 파악할 수 없으며 복합적층 구조인 경우 그 적용성이 제한적이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 보강판의 해석에 있어 보강재 및 판에 대하여 3차원 쉘요소를 사용하여 거동을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 Reissner-Mindlin의 1차 전단변형이론을 사용하였다. 그러나 Reissner-Mindlin이론에 의한 등매개변수 평판 휨 요소는 판의 두께가 얇아지는 경우 일반적으로 전단잠김현상과 가상의 제로에너지 모드가 발생하는데 이를 제거하기 위해 대체전단변형률장을 사용하였다. 폭-두께비, 형상비 뿐만아니라 경사판의 경사각 변화에 따른 임의방향 보강재를 갖는 단순지지된 복합적층 구형 및 경사판에 대한 처짐분포를 비교 분석하였다.

Mode conversion and scattering analysis of guided waves at delaminations in laminated composite beams

  • Soleimanpour, Reza;Ng, Ching-Tai
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제2권3호
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    • pp.213-236
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    • 2015
  • The paper presents an investigation into the mode conversion and scattering characteristics of guided waves at delaminations in laminated composite beams. A three-dimensional (3D) finite element (FE) model, which is experimentally verified using data measured by 3D scanning laser vibrometer, is used in the investigation. The study consists of two parts. The first part investigates the excitability of the fundamental anti-symmetric mode ($A_0$) of guided wave in laminated composite beams. It is found that there are some unique phenomena, which do not exist for guided waves in plate structures, make the analysis become more complicated. The phenomena are observed in numerical study using 3D FE simulations. In the second part, several delaminated composite beams are studied numerically to investigate the mode conversion and scattering characteristics of the $A_0$ guided wave at delaminations. Different sizes, locations and through-thickness locations of the delaminations are investigated in detail. The mode conversion and scattering phenomena of guided waves at the delaminations are studied by calculating reflection and transmission coefficients. The results show that the sizes, locations and through-thickness locations of the delaminations have significant effects on the scattering characteristics of guided waves at the delaminations. The results of this research would provide better understanding of guided waves propagation and scattering at the delaminations in the laminated composite beams, and improve the performance of guided wave damage detection methods.

점탄성층을 갖는 복합재보의 축하중 작용시 진동해석 (Vibration Analysis of Axially-Stressed Composite Beam with Viscoelastic Layer)

  • 이덕규
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.33-38
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    • 2002
  • Dynamic analysis of laminated beams with a embedded damping layer under tension or compression axial load is investigated. Layer-Wise Zig-Zag Beam Theory and Interdependent Kinematic Relation using the governing equations of motion are incorporated to model the laminated beams with a damping layer and a corresponding beam zig-zag finite element is developed. Flexural frequencies and modal loss factors under tension or compression axial load are calculated based on Complex Eigenvalue Method. The effects of the axial tension and compression load on the frequencies and loss factors are discussed.

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축 방향 하중을 받는 인장-굽힘-전단이 연성된 복합재 적층보의 파동특성 (Wave Characteristic in the Axially Loaded Axial-Bending-Shear Coupled Composite Laminated Beams)

  • 장인준;이우식
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.2650-2652
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    • 2011
  • The fiber reinforced composite materials have many advantages due to their high strength-to-density ratios. Thus they have been widely used in many industrial applications. As the wave propagation are closely related to dynamic analysis of structures, it is very important to predict them. This paper presents a wave propagation in the axially loaded axial-bending-shear coupled composite laminated beams which are represented by the Timoshenko beam models based on the first-order shear deformation theory.

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Automatic analysis of thin-walled laminated composite sections

  • Prokic, A.;Lukic, D.;Ladjinovic, Dj.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제16권3호
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    • pp.233-252
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    • 2014
  • In this paper a computer program is developed for the determination of geometrical and material properties of composite thin-walled beams with arbitrary open cross-section and any arbitrary laminate stacking sequence. Theory of thin-walled composite beams is based on assumptions consistent with the Vlasov's beam theory and classical lamination theory. The program is written in Fortran 77. Some numerical examples are given, with complete information about input and output.

3차원 프리폼 T-빔 구조물의 개발을 위한 적층복합재료 섬유비율의 최적화 (Optimization of Fiber Ratio in Laminated Composites for Development of Three-dimensional Preform T-beam Structure)

  • 이동우;김창욱;변준형;송정일
    • Composites Research
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    • 제30권5호
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    • pp.297-302
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    • 2017
  • 본 연구에서는 적층복합재료에 발생하는 주요 손상인 박리를 방지하기 위하여, 굽힘-비틀림 하중이 작용하는 T-빔의 유한요소해석을 수행하였다. 복합재료 T-빔의 제작에 사용할 수 있는 3차원 직조 프리폼을 설계하고자 하였으며, 이는 2차원 구조의 직조섬유가 두께방향으로도 직조가 되어 있는 형태로서, 층간 분리에 의한 박리를 방지할 수 있는 구조이다. 적층복합재료의 해석 및 평가를 위하여 개발된 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS Composites PrePost를 이용하여 구조해석을 수행함으로써 적층복합재료의 섬유비율을 최적화하고, 이를 토대로 3차원 프리폼 T-빔의 제작을 위한 가이드라인을 제시하였다. 해석결과, T-빔의 길이방향 섬유의 비율이 수직방향 섬유의 2배일 때 가장 높은 강도를 보였으며, 하중조건의 변화에도 최적화된 빔 구조의 강도가 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 도출된 섬유비율을 이용하여 3차원 프리폼을 개발할 경우, 박리가 일어나지 않는 고강도의 T-빔 구조물을 제작할 수 있을 것으로 기대된다.