• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.563-574
• /
• 2006

본 연구에서는 개단면 리브를 갖는 보강판에 대하여 재하 크기가 보강판의 처짐에 미치는 영향을 살펴보고, 직교이방성 강성비를 매개변수로 하여 이를 정형화하고자 하였다. 재하 크기에 따른 보강판의 처짐 양상을 살펴보기 위하여, 집중하중과 3가지 크기의 등분포 하중을 판의 중앙에 위치한 리브 위에 작용시켜 해석하였다. 여러 가지 보강판에 대한 분석 결과, 집중하중에 대한 분포하중의 중앙점 처짐 비율은 재하 크기가 작을수록 크게 나타남을 알 수 있었으며, 이러한 처짐 비율은 리브 간격별로 강성비의 함수로 표현할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 분포하중 작용시 보강판의 최대 처짐은 국부 처짐의 발생으로 중앙점이 아닌 위치에서 발생하며, 중앙점 처짐에 대한 최대 처짐의 증가 비율은 리브 간격별로 강성비의 함수로 표현할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 함수식을 직교이방성 판 해석에 적용한 결과 정확도의 향상을 나타내었으며, 또한 변장비 및 지지 조건이 다른 경우에 적용한 결과 타당한 결과를 나타내어, 본 연구에서 제안한 함수식을 이용하면, 직교이방성 판 해석시 간편하게 분포하중을 받는 보강판의 중앙점 처짐과 최대 처짐을 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.949-954
• /
• 2013

일반적으로 압축을 받는 판 구조는 종방향 보강재를 이용하여 보강된다. 이 때 보강재로서 U형 단면 리브를 사용하는 것이 보다 효과적이나, 현재 국내에서 이에 대한 명확한 설계지침이나 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에, 본 연구에서는 U리브의 단면 크기 및 강성 등에 따른 보강판의 탄성좌굴강도를 살펴보고자 한다. 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 세 가지 타입의 U형 단면 리브를 적용한 해석모델을 수립하여 고유치 해석을 실시하였고, 양연지지된 판의 국부좌굴강도 이론식과 본 해석적 결과를 비교하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 U형 단면리브에 의해 좌굴강도가 증진하는 보강 효과를 확인하였으며, 설계 파라미터에 따른 변수해석적 연구를 통해 그 영향을 분석하였다. 본 연구결과는 U리브 보강판의 적정 설계 방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권7호
• /
• pp.505-511
• /
• 2020

원형 복합재 튜브를 고고도 장기체공 무인기의 주요 스파에 사용하였다. 본 논문에서는 수정된 Brazier 방법을 이용하여 비대칭으로 보강된 원형 스파의 파단하중을 예측할 수 있는 이론적인 모델을 제안하였다. 이 모델을 이용하여 비대칭으로 보강된 원형스파의 최대 허용 굽힘 모멘트를 예측하였다. 해석 결과로부터 원형 스파의 상단에 위치한 보강된 캡은 최대 허용 굽힘 모멘트를 증가시키는 것을 알 수 있다. 4점 굽힘 실험을 수행하여 스파 캡이 파손하중에 미치는 영향을 평가하였고 제안된 모델과 비교하였다. 그리고 수치해석을 수행하여 보강된 원형 스파의 거동을 분석하였다. 제안된 이론적인 모델은 실험 및 수치해석 결과와 잘 일치함을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제73권5호
• /
• pp.487-500
• /
• 2020

Stiffeners can be utilised to enhance the strength of thin-walled wind turbine towers in engineering practise, thus, structural performance of wind turbine towers by means of different stiffening schemes should be compared to explore the optimal structural enhancement method. In this paper two alternative stiffening methods, employing horizontal or vertical stiffeners, for steel tubular wind turbine towers have been studied. In particular, two groups of three wind turbine towers of 50m, 150m and 250m in height, stiffened by horizontal rings and vertical strips respectively, were analysed by using FEM software of ABAQUS. For each height level tower, the mass of the stiffening rings is equal to that of vertical stiffeners each other. The maximum von Mises stresses and horizontal sways of these towers with vertical stiffeners is compared with the corresponding ring-stiffened towers. A linear buckling analysis is conducted to study the buckling modes and critical buckling loads of the three height levels of tower. The buckling modes and eigenvalues of the 50m, 150m and 250m vertically stiffened towers were also compared with those of the horizontally stiffened towers. The numbers and central angles of the vertical stiffeners are considered as design variables to study the effect of vertical stiffeners on the structural performance of wind turbine towers. Following an extensive parametric study, these strengthening techniques were compared with each other and it is obtained that the use of vertical stiffeners is a more efficient approach to enhance the stability and strength of intermediate and high towers than the use of horizontal rings.

• 소음진동
• /
• 제9권3호
• /
• pp.485-492
• /
• 1999

The effects of boundary conditions on vibration characteristics for the ring stiffered composite cylindrical shells are investigated by theoretical and experimental method. In the theoretical procedure, the Love's thin shell theory combined with the discrete stiffener theory to consider the ring stiffening effect are adopted to derive the frequency equation. In experiment, the impact exciting method is used to obtain the vibraton results. Five different boundary conditions: clamped-clamped, simply supported-simply supported, free-free, clamped-free, clamped-simply supported are considered in this study.

• 대한조선학회 특별논문집
• /
• 대한조선학회 2015년도 특별논문집
• /
• pp.56-62
• /
• 2015

In ship structure, many parts are in contact with inner or outer fluid as stern, ballast and oil tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these tanks in contact with fluid are significantly affected by fluid coupling effect. Therefore it is important to exactly predict vibration characteristics of tank structure. In order to estimate the vibration characteristics, the fluid-structure interaction(FSI) problem should be solved precisely. But it is difficult to estimate exactly the magnitude of the fluid coupling effect because it has some problems such as a fluid-structure interaction, influence by the free surface, vibration modes of structural panels and depth of water. In this paper, with fluid coupling effect, the effect of structural constraint between panels on the vibration characteristics are investigated numerically and discussed.

• 대한조선학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.21-28
• /
• 1989

좌굴강도의 관점에서 보강된 복합적층판의 최적 적층 구조를 해석하였다. 복합적층판의 해석에서는 판두께 방향의 전단 변형 효과를 고려한 유한요소법이 적용되었고, 보강 평판의 모델은 판과 비임 요소로 구성되었으며 판의 적층 두께는 동일한 두께의 적층과 대칭으로 이루어졌다. 유리섬유의 방향을 변화시킴으로써 적층 두께의 최적구조를 얻었는데, $[-45^{\circ}/45^{\circ}/90^{\circ}/0^{\circ}]_3$을 갖는 적층판의 경우 가장 큰 좌굴하중을 얻었다. 이 경우 적층수는 8층 이상이었고, 특기할 사항은 같은 방향의 유리섬유층을 모두 함께 모아서 진술한 최적 적층의 구성에 따른 적층판이 가장 큰 좌굴 강도를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권3A호
• /
• pp.171-181
• /
• 2012

지중에 매설된 원형강관으로 보강된 FRP 개인하수 처리시설에 대한 설계를 수행하고 실물 현장 재하실험을 통하여 보강의 형태 및 종류에 따른 극한거동을 분석하였다. 현행 개인하수 처리시설의 설계 기준의 문제점 파악하고 강관으로 보강된 하수처리시설에 대한 구조설계절차를 정립하였다. 본체 두께 및 보강링, 격벽을 고려한 제품을 설계하고 안전성을 검토하였다. 원통형 쉘의 구조재료로 사용되는 박막의 FRP에 대해 휨실험과 인장실험을 수행하여 재료특성을 파악하였다. 개인하수처리시설을 무보강, 강재 보강링 보강, 격벽 보강으로 설계한 제품의 현장실험을 통하여 본체의 변위와 응력의 변화를 계측 하여 파괴거동을 분석하였고 유한요소해석 결과와 비교, 검토하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.205-214
• /
• 2023

As the regulations on greenhouse gas emissions at sea become strict, efforts are being made to minimize environmental pollutants emitted from fossil fuels used by ships. Considering the large sizes of ships in conjunction with securing stable supplies of environment-friendly energy, interest in nuclear energy to power ships has been increasing. In this study, the neutron irradiation that occurs during the nuclear reactor operation and its effect on the structural responses of the stiffened-plate structures are investigated. This is done by changing the material properties of DH36 steel according to the research findings on the neutron-irradiated steels and then performing the structural response analyses of the structures using analytical and finite-element numerical solutions. Results reveal the influence of neutron irradiation on the structural responses of the structures. It is shown that both the strength and stiffness of the structures are affected by the neutron-irradiation phenomenon as their maximum flexural stress and deflection are increased with the increase in the amount of neutron irradiation. This implies that strength and stiffness need to be considered in the design of ships equipped with marine nuclear reactors.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.714-721
• /
• 2018

본 논문은 강교량 거더, 교각, 선박이나 대형 저장 시설 등 주요 구조 부재에 활용되는 곡판 및 강관을 효과적으로 보강하는 방안에 관한 것이다. 최근 연구에서 압축을 받는 평판이 종방향 보강재의 단면회전강성에 의해 국부좌굴강도가 향상되는 특징을 정량적으로 분석하였고, 폐단면리브 단면회전강성과의 상관관계를 규명한 바 있다. 본 논문에서는 곡판에 대해 이와 같은 효과를 정량적으로 검토하고자 한다. 일축압축이 재하된 경우에 폐단면리브로 보강된 두께방향으로 곡률을 가지는 곡판의 좌굴거동을 살펴보기 위해 범용 구조해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 유한요소해석 모델을 생성하였다. 이를 통해 좌굴거동에 대한 수치해석을 수행하였으며, 영향인자에 대한 변수해석적 연구를 수행하여 좌굴응력과 좌굴모드의 변동특성을 정량적으로 평가하였다. 폐단면리브 단면회전강성의 구속효과로 인한 좌굴강도 증가효과와 판의 곡률에 따른 좌굴강도 계수를 고려하여 좌굴강도를 추정하는 방법론을 이론적으로 제안하였다. 제안된 공식은 유한요소해석 결과와 비교하여 서로 유의미성이 검토되었다. 또한 평판에서와 마찬가지로 일축압축 상태에서 폐단면리브의 단면강성에의해 부여되는 양측단 회전강성의 증가로 인해 곡판의 국부좌굴강도가 이에 비례하여 증가하였고, 양측단에서 회전이 고정된 곡판의 좌굴강도에 수렴하는 경향을 확인하였다.