본 연구에서는 직교이방성 박판 및 후판의 휨문제에 대한 해석결과를 제시하였다. 수치해석방법으로는 유한요소법을 사용하였으며, 직교이방성판 휨문제에 대한 지배방정식은 Kirchhoff가정에 의한 박판이론과 Mindlin 가정에 의한 후판이론을 이용하여 유도하였으며 판의 폭-두께비의 변화에 따른 해석결과를 비교 검토하였다.
본 연구에서는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우 보강판의 제원에 따라 정확도에 큰 차이를 보이는 단점을 해결하기 위하여, 개단면 리브를 갖는 보강판에 대하여 직교이방성 강성을 보정하는 방법을 제안하였다. 여러 가지 보강판에 대하여 등방성 및 직교이방성 판 요소로 모델링하여 해석하고 최대 처짐을 비교한 결과, 특정 강성비를 중심으로 이보다 강성비가 작아질수록 직교이방성 판이 더 작은 처짐을, 이보다 커질수록 더 큰 처짐을 나타내어 정확도의 향상을 위해서는 강성비에 따른 직교이방성 강성 수정이 이루어져야 함을 알 수 있었다. 거동 분석을 토대로, 직교이방성 판의 처짐식과 판만의 처짐과 관련한 처짐 비율을 이용하는 두 가지 강성 수정 방법을 제안하였으며, 두 경우 모두 오차율 및 오차율의 분포폭이 크게 감소하여 정확도가 크게 향상되지만, 처짐 비율의 방법이 처짐식을 이용한 방법보다 사용성 및 안정성 측면에서 더 적절한 것으로 나타났다. 또한, 개단면 리브를 갖는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우, 본 연구에서 제안한 강성 수정 방법을 사용하여 보강판의 직교이방성 휨강성을 보정하게 되면, 상당한 정확성의 증가로 보강판에 대한 간편하고 타당한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
In this paper, the power flow analysis(PFA) method was developed to predict the vibrational responses of coupled co-planar orthotropic plates in frequencies ranging from medium to high. To cover the power transmission and reflection at the joint of the orthotropic plates, the wave transmission approach is applied with the assumption that all the incident waves are normal to the joint. Through numerical analyses, the power flow energy density and intensity fields of coupled co-planar orthotropic plates were compared with those of classical modal solutions by changing the frequency and internal loss factor, and they show good agreement in terms of the global decay and the attenuation patterns of the energy density.
This paper is concerned with the structural optimization problem of maximizing the compressive buckling load of orthotropic rectangular plates for a given volume of material. The optimality condition is first derived via variational calculus. It states that the thickness distribution is proportional to the strain energy density contrary to popular claims of constant strain energy density at the optimum. An engineers physical meaning of the optimality condition would be to make the average strain energy density with respect to the depth a constant. A double cosine thickness varying plate and a double sine thickness varying plate are then fine tuned in a one parameter optimization using the Rayleigh-Ritz method of analysis. Results for simply supported square plates indicate an increase of 89% in capacity for an orthotropic plate having 100% of its fibers in $0^{\circ}$ direction.
The vibrations problem of thin orthotropic skew plates of linearly varying thickness is analyzed using the small deflection theory of plates. Using dimensionless oblique coordinates, the deflection surface can be expressed as a polyonmial series satisfying the boundary conditions. For orthotropic plates which is clamped on all the four edges, numerical results for the first two natural frequencies are presented for various combinations of aspect ratio, skew angle and taper parameter. The properties of material used are one directional glass fibre reinforced plastic GFRP. The results obtained may be summarised as follows: 1. In case of the first mode vibration of plates with increase in the skew angle, the natural frequencies of plates decrease. 2. As the aspect ratio decrease, the natural frequencies of plates decrease. 3. For the identical skew angle, natural frequencies of plates increase with the taper parameter of thickness.
Because of sandwich structures with low weight and high stiffness have much usage in various industries such as civil and aerospace engineering, in this article, buckling and free vibration analyses of coupled micro composite sandwich plates are investigated based on sinusoidal shear deformation (SSDT) and most general strain gradient theories (MGSGT). It is assumed that the sandwich structure rested on an orthotropic elastic foundation and make of four composite face sheets with temperature-dependent material properties that they reinforced by carbon and boron nitride nanotubes and two flexible transversely orthotropic cores. Mathematical formulation is presented using Hamilton's principle and governing equations of motions are derived based on energy approach and applying variation method for simply supported edges under electro-magneto-thermo-mechanical, axial buckling and pre-stresses loadings. In order to predict the effects of various parameters such as material length scale parameter, length to width ratio, length to thickness ratio, thickness of face sheets to core thickness ratio, nanotubes volume fraction, pre-stress load and orthotropic elastic medium on the natural frequencies and critical buckling load of double-bonded micro composite sandwich plates. It is found that orthotropic elastic medium has a special role on the system stability and increasing Winkler and Pasternak constants lead to enhance the natural frequency and critical buckling load of micro plates, while decrease natural frequency and critical buckling load with increasing temperature changes. Also, it is showed that pre-stresses due to help the axial buckling load causes that delay the buckling phenomenon. Moreover, it is concluded that the sandwich structures with orthotropic cores have high stiffness, but because they are not economical, thus it is necessary the sandwich plates reinforce by carbon or boron nitride nanotubes specially, because these nanotubes have important thermal and mechanical properties in comparison of the other reinforcement.
본 연구에서는 탄성이론에 근거하여 3차원 spline 대판법을 이용하여 직교이방성판의 3차원 응력해석을 제시한다. 직교이방성판은 아라고나이트 결정과 시트카 스프러스로 구성되어 있다. 해석에 대한 수렴섬과 정밀도의 정확성을 수치해석 예를 들어 검증하고, 탄성이론에 근거하여 이산화된 수치해석법에 의해 결과을 비교 검토한다. 해석법에 따라 해의 수렴성과 정밀도를 구할 수 있으며, 두께폭 비, 종횡비와 아라고나이트 결정과 시트카 스프러스판의 수직응력분포에 대한 경계조건의 영향을 검토하고, 응력 분포의 특성에 미치는 직교이방성과 강한 이방성의 특징의 차를 비교 검토한다.
한국농공학회 1999년도 Proceedings of the 1999 Annual Conference The Korean Society of Agricutural Engineers
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pp.258-264
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1999
In this study, a computer program was developed for analysis of the orthotropic curved ring sector plates. In the developing program , the thin-plate theory and multi-base coordinate system was adopted. The effect of design factors-boundary conditions, loading conditions, steel ratio, open angle, radius of curvature and relative flexural rigidity between slab and edge-beam-on the behavior of the circular ring sector plates were discussed. Also, the practical limitations was proposed to replace the problem of the orthotropic sector plate by equivalent rectangular plage.
This study investigates the influences of porosity on the stability of the orthotropic laminated plates under uniaxial and biaxial loadings based on the hyperbolic shear deformation theory. Three different porosity distribution are considered with three specific functions through the plate thickness. The stability equations of porous orthotropic laminated plates are derived by the virtual work principle. Applying the Galerkin method to partial differential equations, the critical buckling load relation of porous orthotropic laminated plates is obtained. After validating the accuracy of the proposed formulation in accordance with the available literature, a parametric analysis is performed to observe the sensitivity of the critical buckling load to shear deformation, porosity, orthotropy, loading factor, and different geometric properties.
조립식 건축용 외장재로 사용되는 샌드위치판은 충분한 구조강도가 필요하기 때문에 표면재가 굴곡판 (Corrugated plate)으로 구성되는 경우가 많다. 샌드위치판의 부재로서 굴곡판을 이방성판으로 고려하면 이론 해석상 많은 어려움이 있다. 그러나 이방성판이 샌드위치판의 부재로서 다중판으로 되었을 때에는 단판에서 보인 여러 가지 현상들이 다중판 효과에 비해서 크지않음이 실험결과에서 보이고 있다. 이러한 사실에 착안하여 이방성판을 등가의 평판으로 모델링한 후 샌드위치 모델을 적용하여 이론 예측을 수행하였다. 계측결과와 비교로부터 본 연구에서 사용된 방법은 좋은 일치를 보이고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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