• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.42-48
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• 2009

복합재 항공기의 경우 인증 시 여러 가지 요소를 고려해야한다. 금속과는 달리 복합재구조물의 감항성은 운용 및 제작 중 발생하는 손상 등에 의해 큰 영향을 받는다. 그러므로 예상 가능한 여러 가지 손상에 대해 정적강도, 강성, 플러터 및 손상허용강도 등을 입증하여 야한다. 복합재료의 기계적물성은 환경조건에 영향을 받는다. 특히 압축강도는 수지의 영향이 지배적이고 수지가 온도와 습도의 영향을 많이 받으므로 설계/해석 시 고려하여야한다. 복합재 항공기의 경우 육안으로 탐지가 어려운 손상에 대한 정적강도를 입증하여야하고, 육안으로 보이는 큰 손상에 대해서는 발견 즉시 수리하도록 규정되어있다. 본 논문에서는 복합재 구조물의 설계/해석에 필요한 규정을 분석하고 해석방법 등에 대해 검토하려한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권8호
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• pp.784-790
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• 2003

본 논문은 세라믹재료가 강화재로써 보강된 복합재료가 횡방향의 단축인장하중을 받는 경우, 복합재료의 변형, 재료내 발생되는 손상의 특징, 및 응력-변형률 특성에 관한 컴퓨터 해석결과이다. 해석은 SiC/Ti 시스템을 대상으로 하였으며, 특성은 강화재의 배열형태, 강화재/기지 계면에서의 결합유무, 강화재의 부피분율변화에 대하여 각기 해석되었다. 계면에서 강한 결합이 있는 복합재와는 달리, 약한 결합의 복합재는 인장하중에 의하여 세라믹/기지 계면에서 분리가 발생되었다. 이 분리는 전체 복합재의 강성을 감소시키며, 세라믹 강화재의 부피분율이 증가할수록 탄성계수 및 횡방향 평균응력의 최종크기를 나타내는 한계응력의 크기감소로 나타났다. 계면결합이 강한 경우는 세라믹 부피분율이 증가할수록 사각형 배열보다는 육각형배열의 복합재에서 다소 큰 증가율로 나타났다. 그러나, 계면결합이 약한 경우는 세라믹 부피분율이 증가할수록 사각형 배열보다는 육각형배열의 복합재에서 상대적으로 큰 감소율로 해석되었다. 본 연구의 해석결과는 알려진 문헌의 결과와 잘 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.21-30
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• 1986

강(鋼) 격자항(格子桁)의 탄소성(彈塑性) 해석(解析)을 수행(遂行)할 수 있는 수치해석(數値解析) 방법을 제시하였다. 격자항(格子桁)의 각(各) 구성부재(構成部材)가 이상적(理想的) 탄소성(彈塑性) 성질(性質)을 갖는다고 가정하였는데 이 문제를 각(各) 구성부재(構成部材)의 양단(兩端)에 휨스프링과 비틂스프링을 부착(附着)한 모델을 고안(考案)해 냄으로써 해결(解決)하였다. 이 개념에 의거하여 격자항(格子桁)이 탄성상태(彈性狀態)에서 소성붕괴(塑性崩壞)에 이르기 까지의 거동(擧動)을 해석(解析)할 수 있는 프로그램 EPAG(Elasto-Plastic Analysis of Grillages)를 개발(開發)하였다. 이 해석방법(解析方法)의 특성(特性)은 하중(荷重)을 한꺼번에 가(加)할 수 있고, 격자항(格子桁)을 이루는 부재(部材)들의 배치가 규칙적(規則的)이 아니라도 적용이 가능하다. 또한 제하(除荷)(unloading)를 고려할 수 있으며 소성활절(塑性滑節)이 1개씩 형성될 때마다 가해진 하중(荷重), 부재단력(部材端力) 및 변위(變位) 등(等)을 구할 수 있다는 장점(長點)을 지니고 있다. 또한 기존의 논문이나 단행본(單行本)에 있는 예제(例題)들을 본(本) 프로그램으로 해석(解析)한 후 그 결과가 본(本) 프로그램으로 해석한 결과와 잘 일치한다는 것으로써 본(本) 이론(理論)의 정당성(正當性)과 정확성(精確性)을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제17권6호
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• pp.52-57
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• 2004

본 연구에서는 환경 챔버를 이용한 극저온 환경에서, 열.하중 사이클에 따른 탄소섬유강화 복합재의 인장 물성 변화를 고찰하였다. Graphite/epoxy 일방향 복합재 시편에 대하여 시편 상온파손하중의 절반을 가한 상태에서, 상온에서 $-50^{\circ}C$, $-100^{\circ}C$, 그리고 $-150^{\circ}C$ 까지 각각 3회, 6회, 그리고 10회의 열-하중 사이클을 수행한 후 복합재의 인장 강도와 강성을 측정하였다. 그 결과, 온도가 낮아질수록 복합재의 인장 강성은 증가한 반면, 인장 강도는 감소함을 보였다. 그러나 복합재의 인장 강성은 저온 사이클 횟수에 거의 영향을 받지 않았으며 인장 강도는 사이클을 수행하지 않았을 때 보다 오히려 저온 사이클 수행 후 증가함을 확인할 수 있었다. 따라서 실험결과의 고찰을 위해 저온에서 복합재 시편의 열팽창계수를 측정하였고, 주사 전자 현미경 사진을 통해 섬유와 모재의 계면을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권10호
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• pp.3079-3094
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• 1996

Recently, the high-precision vibration attenuation technology becomes the essence fo the seccessful development of high-integrated and ultra-precision industries, and is expected to continue playing a key role in the enhancement of manufacturing technology. Vibration isolation system using an air-spring is widely employed owing to its excellent isolation characteristics in a wide frequency range. It has, however, some drawbacks such as low-stiffness and low-damping features and can be easily excited by exogenous disturbances, and then vibration of table is remained for a long time. Consequently, the need for active vibration control for an air-spring vibration isolation system becomes inevitable. Furthermore, for an air-spring isolation table to be successfully employed in a variety of manufacturing sites, it should have a guaranteed robust performance not only to exogenous disturbances but also to uncertainties due to various equipments which might be put on the table. In this study, an active vibration suppression control system using H.inf. theory is designed and experiments are performed to verify its robust performance. An air-spring vibration isolation table with voice-coil-motors as its actuators is designed and built. The table is modeled as 3 degree-of-freedom system. An active control system is designed based on $H_\infty$control theory using frequency-shaped weighting functions. Analysis on its performance and frequency responce properties are done through numerical simulations. Robust characteristics of$H_\infty$ control on disturbances and model uncertainties are experimentally verified through (i) the transient response to the impact excitation of the table, (ii) the steady-state response to the harmonic excitation, and (iii) the response to the mass change of the table itself. An LQG controller is also designed and its performance is compared with the $H_\infty$ controller.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.17-26
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• 1990

보존력(保存力) 및 비보존력(非保存力)을 받는 평면(平面) 뼈대 구조물(構造物)의 기하적(幾何的) 비선형(非線形) 거동(擧動)을 파악하기 위하여 기존의 하중증분법(荷重增分法)과 변위증분법(變位增分法)을 효율적으로 결합시킨 기하적(幾何的)인 비선형(非線形) 유한요소법(有限要素法)을 제시한다. 본(本) 논문(論文)에서 제안한 알고리즘은 보존력(保存力)뿐만 아니라 비보존력(非保存力)을 받는 경우에도 평면(平面) 뼈대의 Snap-Through, Turning-Back과 같은 강한 비선형(非線形) 거동(擧動)을 추적할 수 있다. 여러가지 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)들의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교 분석하므로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性)을 입증(立證)한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.241-248
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• 1987

지반-구조물 상호작용 효과가 큰 경우의 동적문제를 모드중첩법으로 해결하기 위하여 여러 가지 등가모드감쇠값 결정 방법에 대한 이론적 배경을 검토하였다. 또한 component mode synthesis method에 의하여 감쇠행렬을 구하고 이를 이용한 직접적분법으로 지반-구조물의 연계모델의 응답을 계산하여 각 등가모드감쇠값 결정 방법으로 구한 등가모드감쇠값을 사용한 모드 중첩법의 해석 결과와 비교 분석하였다. 해석모델로는 2종류의 상부구조와 4종류의 지반조건을 고려하고 이를 조합한 경우를 채택하였다. 본 연구 결과로 소멸에너지법으로 얻은 등가모드감쇠값이 직접적 분법의 결과에 가장 근사적인 결과를 주는 것을 알 수 있었다. 고정지반모델인 경우에는 강도가중법을 제외한 다른 방법으로 구한 등가모드감쇠값은 직접적분법의 결과와 거의 일치되는 응답을 주었다.

• 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국공간정보시스템학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집 제1권1호(통권1호)
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• pp.75-82
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• 2004

Many researcher's efforts have made a significant advancement of space frame structure with various portion, and it becomes the most outsanding one of space structures. However, with the characteristics of thin and long term of spacing, the unstable behavior of space structure is shown by initial imperfection, erection procedure or joint, especially space frame structure represents more. This kind of unstable problem could not be set up clearly and there is a huge difference between theory and experiment. Moreover, the discrete structure such as space frame has more complex solution, this it is not easy to derive the formulation of design about space structure. In this space frame structure, the character of rise-span ratio or load mode is represented by the instability of space frame structure with initial imperfection, and snap-through or bifurcation might be the main phenomenon. Therefore, in this study, space frame structure which has a lot of aesthetic effect and profitable for large space covering single layer is dealt. And because that the unstable behavior due to variation of inner force resistance in the elastic range is very important collapse mechanism, I would like to investigate unstable character as a nonlinear behavior with a geometric nonlinear. In order to study the instability. I derive tangent stiffness matrix using finite element method and with displacement incremental method perform nonlinear analysis of unit space structure, star dome and 3-ring star dome considering rise-span $ratio(\mu}$ and load $ratio(R_L)$ for analyzing unstable phenomenon.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권1호
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• pp.77-92
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• 2020

The present paper outlined a procedure for geometrically nonlinear dynamic analysis of functionally graded graphene platelets-reinforced (GPLR-FG) nanocomposite cylinder subjected to mechanical shock loading. The governing equation of motion for large deformation problems is derived using meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method based on total lagrangian approach. In the MLPG method, the radial point interpolation technique is employed to construct the shape functions. A micromechanical model based on the Halpin-Tsai model and rule of mixture is used for formulation the nonlinear functionally graded distribution of GPLs in polymer matrix of composites. Energy dissipation in analyses of the structure responding to dynamic loads is considered using the Rayleigh damping. The Newmark-Newton/Raphson method which is an incremental-iterative approach is implemented to solve the nonlinear dynamic equations. The results of the proposed method for homogenous material are compared with the finite element ones. A very good agreement is achieved between the MLPG and FEM with very fine meshing. In addition, the results have demonstrated that the MLPG method is more effective method compared with the FEM for very large deformation problems due to avoiding mesh distortion issues. Finally, the effect of GPLs distribution on strength, stiffness and dynamic characteristics of the cylinder are discussed in details. The obtained results show that the distribution of GPLs changed the mechanical properties, so a classification of different types and volume fraction exponent is established. Indeed by comparing the obtained results, the best compromise of nanocomposite cylinder is determined in terms of mechanical and dynamic properties for different load patterns. All these applications have shown that the present MLPG method is very effective for geometrically nonlinear analyses of GPLR-FG nanocomposite cylinder because of vanishing mesh distortion issue in large deformation problems. In addition, since in proposed method the distributed nodes are used for discretization the problem domain (rather than the meshing), modeling the functionally graded media yields to more accurate results.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권5호
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• pp.605-617
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• 2020

The existence of damages in structures causes changes in the physical properties by reducing the modal parameters. In this paper, we develop a two-stages approach based on normalized Modal Strain Energy Damage Indicator (nMSEDI) for quick applications to predict the location of damage. A two-dimensional IsoGeometric Analysis (2D-IGA), Machine Learning Algorithm (MLA) and optimization techniques are combined to create a new tool. In the first stage, we introduce a modified damage identification technique based on frequencies using nMSEDI to locate the potential of damaged elements. In the second stage, after eliminating the healthy elements, the damage index values from nMSEDI are considered as input in the damage quantification algorithm. The hybrid of Teaching-Learning-Based Optimization (TLBO) with Artificial Neural Network (ANN) and Particle Swarm Optimization (PSO) are used along with nMSEDI. The objective of TLBO is to estimate the parameters of PSO-ANN to find a good training based on actual damage and estimated damage. The IGA model is updated using experimental results based on stiffness and mass matrix using the difference between calculated and measured frequencies as objective function. The feasibility and efficiency of nMSEDI-PSO-ANN after finding the best parameters by TLBO are demonstrated through the comparison with nMSEDI-IGA for different scenarios. The result of the analyses indicates that the proposed approach can be used to determine correctly the severity of damage in beam structures.