본 연구에서는 충격 문제를 거론하며 Mindlin 판 이론을 확장한 1차 전단 변형 이론에 근거하여 충격 하중을 받는 적층판의 응답 특성의 해석을 목적으로 아이소파라메트릭요소에 의한 정식화를 시도한다. 유한요소법을 이용하여 역대칭 Angle-Ply 적층판의 사각판과 원형판의 수치해석을 통해 정적해석과 동적해석의 결과를 도출하여 각 변위에 대한 분석결과를 비교한다.
이방성을 지닌 복합재료에서 측정한 군속도와 램파 방정식을 이용하여 계산한 군속도는 서로 일치하지 않는다. 이러한 차이는 이방성 재료에서 군속도 방향과 위상속도 방향이 서로 일치하지 않는 현상에서 기인된 것이다. 본 연구에서는 램파 분산방정식을 이용하여 이방성을 지닌 단일방향, 양방향, 준등방성 복합재료 판에서 $S_0$모드 위상속도곡선을 전파 방향 변화에 따라 구하고, 위상속도의 역수 값으로 구성되는 slowness surface를 이용하여 군속도의 방향과 크기를 결정하였다. 이와 같이 계산된 군속도는 측정한 군속도와 잘 일치함을 확인하였다.
This article investigates the static thermo-mechanical response of anisotropic thick laminated composite plates on Visco-Pasternak foundations under various thermal load conditions (linear, non-linear, and uniform) along the transverse direction (thickness) of the plate, while keeping the mechanical load constant. The governing equations, which represent the thermo-mechanical behavior of the composite plate, are derived from the principle of virtual displacements. Using Navier's type solution, these equations are solved for the composite plate with simply supported condition. The Visco-Pasternak foundation type is included by considering the impact of the damping on the classical foundation model, which is modeled by Winkler's linear modulus and Pasternak's shear modulus. The excellent accuracy of the present solution is confirmed by comparing the results with those available in the literature. The study investigates the impact of geometric ratios, thermal expansion coefficient ratio, damping coefficient and foundation parameters on the thermo-mechanical flexural response of the composite plate. Overall, this article provides insights into the behavior of composite plates on visco-Pasternak foundations and may be useful for designing and analyzing composite structures in practical applications.
The elastic waves in the plate are dispersive waves with the characteristics of Lamb waves. However, $S_0$ symmetric mode is less dispersive in the frequency region less than first cut-off frequency. And, in anisotropic plates such as CFRP plates, the propagation velocities vary with the direction. So, the wave vector direction to be the phase velocity direction is not accord with the energy flow direction to be the group velocity direction. In this work, the group velocities of the $S_0$ symmetric mode less than the first cut-off frequency was analyzed with the group velocity dispersion curves in unidirectional CFRP plate. And, the group velocity curve obtained by the group velocity dispersion curves are compared with the measured velocities as varied the propagation direction of the Lamb wave. The measured velocities are good agreement with the corrected group velocity curve except near the fiber direction which is called the cusp region. When the propagation direction is not accorded with the principal axis, the direction of the group velocities declines to the fiber direction in the unidirectional CFRP plates. This implies that the energy propagates preferentially toward fiber direction.
본 연구에서는 보강판의 좌굴방지를 위해 기존에 주로 사용되는 보강재를 복합재료를 사용하여 대체하는 새로운 개념을 소개한다. 강재 보강재를 복합재료로 대체함으로써 용접의 불편함과 피로 등에 의한 손상 및 부식을 원천적으로 제거할 수 있다. 강판에 접착되는 복합재료는 강판이 좌굴할 때까지 완전히 접착된 것으로 가정하였다. 이렇게 구성되는 판은 길이와 폭 방향으로 변단면의 형태를 가지며 비등방성의 재료특성을 나타낸다. 이러한 비등방성 변단면 판의 좌굴해석을 위해 범용 유한요소 프로그램인 LUSAS를 사용하였으며 여러 가지 매개변수 변화 해석을 통해 비등방성 변단면 판의 좌굴거동 특성을 살펴보았다.
본 논문에서는 TMAH를 이용한 비등방성 에칭기술을 이용하여 3차원의 자장의 값을 측정하기 위한 경사각 구조의 3차원 자기센서를 제작하였다. 제작된 3차원 자기센서는 비등방성 식각에 의하여 [100] 결정방향의 Si 표면에 [111] 결정방향의 경사면을 구성하여 이 경사면에 경사각 Hall 소자를 제작하였으며, 기존의 3차원 자기센서에 비하여 개선된 감도 특성을 나타내었다. 제작된 소자의 적감도는 547V/AT 이었으며 자기센서 출력의 PSD 성분의 측정에 의해 계산 되어진 최소측정 자장은 0.07G 이었다.
Kim, Kookhyun;Park, Sungju;Lee, Sangjoong;Hwang, Seongjun;Kim, Sumin;Lee, Yonghee
한국해양공학회지
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제34권6호
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pp.481-488
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2020
Composite materialsuch as glass-fiber reinforced plastic and carbon-fiber reinforced plastic (CFRP) shows anisotropic property and have been widely used for structural members and outfitings of ships. The structural safety of composite structures has been generally evaluated via finite element analysis. This paper presents a technique for updating the finite element model of anisotropic beams or plates via natural frequencies. The finite element model updates involved a compensation process of anisotropic material properties, such as the elastic and shear moduli of orthotropic structural members. The technique adopted was based on a discrete genetic algorithm, which is an optimization technique. The cost function was adopted to assess the optimization problem, which consisted of the calculated and referenced low-order natural frequencies for the target structure. The optimization process was implemented with MATLAB, which includes the finite element updates and the corresponding natural frequency calculations with MSC/NASTRAN. Material properties of a virtual cantilevered orthotropic beam were estimated to verify the presented method and the results obtained were compared with the reference values. Furthermore, the technique was applied to a cantilevered CFRP beam to successfully estimate the unknown material properties.
한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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pp.687-694
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1997
The anisotropy and shape of distributed piezopolymer actuator have advantages over isotropic piezo ceramic materials, since these features of PVDF can be utilized as another design variable in control application. This study is interested in the reduction of sound transmission through elastic plate into interior space by using the PVDF actuator. The plate-cavity system is adopted as a test problem. The vibration of composite plate and the sound fields through plate are analyzed by using the coupled finite element and boundary element method. Some numerical simulations are performed on sound transmission through elastic plates. To investigate the effects of anisotropy and shape of distributed piezopolymer actuator, various kinds of distributed PVDF actuators are applied in sound control simulation for isotropic and anisotropic plates. The PVDF actuators applied are different from each other in their shapes and laminate angles. The results of control simulation show that the control effectiveness of distributed PYDF actuator can be enhanced by using the coupling between shape of actuator and vibration modes of structure and the anisotropy of piezoelectric properties of PVDF.
복합재료로 구성된 복합적층판 및 쉘과 같은 구조물은 탄성계수와 전단탄성 계수의 비가 매우 커서 전단변형의 영향이 크므로 정확한 해를 얻기 위하여 해석 및 설계에서 필수적으로 전단변형을 고려해야 하며, 고차의 전단변형이론에 의한 해석은 더욱 정확한 해를 얻을 수 있다. 본 연구는 단순지지 경계조건을 갖는 복합적층판 및 쉘에 대하여 3차 전단변형 이론을 적용하여 플라이 각도, 층의 수에 따른 복합적층판 및 쉘의 휨, 진동, 좌굴 특성을 연구한다.
본 연구에서는 감광유리를 이용한 PEM 마이크로 연료전지 바이폴라 플레이트의 제작 공정을 확립하고 성능 측정을 수행하였다. 감광유리는 무게가 가볍고 내화학성이 뛰어나며 제작이 용이하다. 비등방성 식각, 열 및 UV 접합, 그리고 금속 층 적층을 통한 MEMS 제작 공정이 확립되었다. 성능 측정 결과 활성화 영역에 은이 적층된 마이크로 연료전지의 성능이 그렇지 않은 것보다 우수하였으며 두 경우에서 측정된 마이크로 연료전지의 성능은 모두 국내외 마이크로 연료전지 연구 수준과 동등한 수준이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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