• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권3호통권46호
• /
• pp.291-302
• /
• 2000

복합적층 구조물에서 복합재료는 그 자체의 높은 강성, 강도와 내구성등의 특성을 갖고 있을 뿐 아니라, 구조물의 역학적 특성에 따라 얼마든지 재료의 특성을 합리적으로 구성하여 배치할 수 있는 매우 우수한 장점이 있다. 본 연구에서는 등분포로 재하된 복합적층경사판의 처짐에 관한 해석으로서 복합적층 경사판의 처짐을 나타내는 단일 4차 편미분방정식을 3개의 종속변수를 갖는 3원2차 연립방정식을 이용하여 해석하는 수치해석 법을 제시하였으며, 대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 역대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 비대칭 앵글-플라이 각도로 적층한 경우에 처짐과 단면력을 비교 검토하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제7권2호
• /
• pp.181-202
• /
• 1999

Dynamic response of axisymmetric arbitrary laminated composite cylindrical shell of finite length, using three-dimensional elasticity equations are studied. The shell is simply supported at both ends. The highly coupled partial differential equations are reduced to ordinary differential equations (ODE) with variable coefficients by means of trigonometric function expansion in axial direction. For cylindrical shell under dynamic load, the resulting differential equations are solved by Galerkin finite element method, In this solution, the continuity conditions between any two layer is satisfied. It is found that the difference between elasticity solution (ES) and higher order shear deformation theory (HSD) become higher for a symmetric laminations than their unsymmetric counterpart. That is due to the effect of bending-streching coupling. It is also found that due to the discontinuity of inplane stresses at the interface of the laminate, the slope of transverse normal and shear stresses aren't continuous across the interface. For free vibration analysis, through dividing each layer into thin laminas, the variable coefficients in ODE become constants and the resulting equations can be solved exactly. It is shown that the natural frequency of symmetric angle-ply are generally higher than their antisymmetric counterpart. Also the results are in good agreement with similar results found in literatures.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제3권2호
• /
• pp.121-133
• /
• 1995

It is well known that two-dimensional simplified third-order theories satisfy the layer interface continuity of transverse shear strains, thus these theories violate the continuity of transverse shear stresses when two consecutive layers differ either in fibre orientation or material. The third-order theories considered herein involve four/or five dependent unknowns in the displacement field and satisfy the condition of vanishing of transverse shear stresses at the bounding planes of the plate. The objective of this investigation is to examine (i) the flexural response prediction accuracy of these third-order theories compared to exact elasticity solution (ii) the effect of layer interface continuity conditions on the flexural response. To investigate the effect of layer interface continuity conditions, three-dimensional elasticity solutions are developed by enforcing the continuity of different combinations of transverse stresses and/or strains at the layer interfaces. Three dimensional twenty node solid finite element (having three translational displacements as degrees of freedom) without the imposition of any of the conditions on the transverse stresses and strains is also employed for the flexural analysis of the laminated plates for the purposes of comparison with the above theories. These shear deformation theories and elasticity approaches in terms of accuracy, adequacy and applicability are examined through extensive numerical examples.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.37-44
• /
• 1991

두 변이 단순지지된 역대칭 cross-ply 다층판의 자유진동에 대하여 Yang, Norris, Stavsky의 YNS 이론을 이용하여, 다층판의 자유진동해석과 변형에너지 해석을 하였다. 다층판의 운동방정식은 선점법을 이용하여 해석하였고, 탄성계수비와 적층수가 고유진동수에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 변형에너지 분포해석을 이용하여 다층판의 진동특성을 명확히 규명하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권12호
• /
• pp.2306-2314
• /
• 1992

본 연구에서는 Lagrangian 방정식을 이용해 알루미늄, CFRP, GFRP, BFRP 등으 로 혼합적층된 cross-ply 사각판에 대해 굽힘-신장연성을 고려하여 Runge-Kutta Gill 법을 적용하여 수치적으로 비선형진동해석을 수행하였다.그리고 여러가지 적층방법 에 따라 비선형 진동에 어떠한 영향이 미치는가를 검토하였으며, 형상비(a/b), 모우드 의 변화 그리고 탄성계수비에 따른 비선형진동 거동을 규명하였다. 한편, 기본진동 수에 대해서는 상용 유한요소프로그램인 ABAQUS의 결과와 비교하였으며, 단일 적층된 판의 비선형진동거동에 대해서는 Singh의 결과와 비교 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권4호통권37호
• /
• pp.691-700
• /
• 1998

본 연구에서는 역대칭 또는 비대칭 적층쉘에 대한 Von Karman-Donnell 운동방정식을 기초로 한 다중 모드 접근법을 이용하여 양단이 단순지지 되고 다른 임의지지가 단순 또는 고정지지인 원통 쉘의 비선형 거동에 대해 연구하였다. 방정식은 모든 경계조건에 대해 만족하며, 변위함수는 최저 진동모드와 원주 방향의 변위의 연속성 조건을 만족하는 것으로 한다 비선형 진동 방정식은 Galerkin 법을 이용하여 유도하였고, 비선형 진동수는 조화평균법을 이용하여 적층 매개변수, 재료 상수, 종횡비 및 진동 진폭의 함수로서 표시하였다. 초기 진폭의 영향에 대해서는 4가지 형태의 경계조건에 대한 비선형 진동 결과를 비교 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.749-758
• /
• 2000

본 연구는 지그재그모델에 근거하여 두꺼운 금속, 폴리머 복합재료 면재의 전단변형 효과를 고려해서 샌드위치평판의 휨해석 지배방정식을 유도하였으며, 판의 네 변은 단순지지 되어 있다고 가정하였다. 역대칭 적층면재의 화이버 각도와 면재의 적층수를 변화시켜가며 휨해석의 결과를 나타내었다. 해석방법의 정확성을 위해 일반 적층판이론의 값과 비교를 하여 검증을 하였다. 그 결과 적층판이론으로 구한 값보다 처짐에 있어서 더 큰 값을 나타냄을 알 수 있었는데, 그 이유로는 본 해석방법이 면재, 심재 모두 휨강성과 전단변형을 고려하였기 때문이라 사료된다. 강재, 폴리머 복합면재를 갖는 샌드위치평판을 설계할 때 제시된 정보를 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제25권2호
• /
• pp.161-180
• /
• 2007

A first endeavor is made to exploit the differential quadrature method (DQM) as a simple, accurate, and computationally efficient numerical tool for the large deformation analysis of thin laminated composite skew plates, which has very strong singularity at the obtuse vertex. The geometrical nonlinearity is modeled by using Green's strain and von Karman assumption. A recently developed DQ methodology is used to exactly implement the multiple boundary conditions at the edges of skew plates, which is a major draw back of conventional DQM. Using oblique coordinate system and the DQ methodology, a mapping-DQ discretization rule is developed to simultaneously transform and discretize the equilibrium equations and the related boundary conditions. The effects of skew angle, aspect ratio and different types of boundary conditions on the convergence and accuracy of the presented method are studied. Comparing the results with the available results from other numerical or analytical methods, it is shown that accurate results are obtained even when using only small number of grid points. Finally, numerical results for large deflection behavior of antisymmetric cross ply skew plates with different geometrical parameters and boundary conditions are presented.

• Advances in Computational Design
• /
• 제3권3호
• /
• pp.213-232
• /
• 2018

First time, an exact solution for free vibration of the Levy-type rectangular laminated plate is developed considering the most efficient Zig-Zag theory (ZIGT) and third order theory (TOT). The plate is subjected to hard simply supported boundary condition (Levy-type) along x axis. Using the equilibrium equations and the plate constitutive relations, a set of 12 m first order differential homogenous equations are obtained, containing displacements and stress resultant as primary variables. The natural frequencies of a single-layer isotropic, multi-layer composites and sandwich plates are tabulated for three values of length-to-thickness ratio (S) and five set of boundary conditions and further assessed by comparing with existing literature and recently developed 3D EKM (extended Kantorovich method) solution. It is found that for the symmetric composite plate, TOT produces better results than ZIGT. For antisymmetric and sandwich plates, ZIGT predicts the frequency for different boundary conditions within 3% error with respect to 3D elasticity solution while TOT gives 10% error. But, ZIGT gives better predictions than the TOT concerning the displacement and stress variables.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.97-107
• /
• 2003

복합재료 적층판의 보다 정확한 해석결과를 얻기 위해서는 종방향 전단변형, 종방향 수직 변형률/응력에 의한 효과와 두께방향좌표에 관한 면내변위의 비선형 변화등이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 3차원 고차이론을 이용하여 복합적층판의 좌굴하중 및 고유진동수를 구하였다. 단순지지된 적층판과 샌드위치의 해는 이중삼각함수형태의 Fourier 급수로 변환한 Navier 해법을 사용하였고, 일차전단변형, 고차전단변형이론에 의한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구는 매개변수 즉, 보강각도, 적층수와 배열조건, 폭-두께비, 형상비의 변화에 따른 수치 해석 결과를 제시하였다.