• 제목/요약/키워드: thin-walled composite

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시위 방향 비대칭 단면의 복합재료 박벽보의 동특성 연구: I. 단일-셀 (Dynamic Characteristics of Composite Thin-Walled Beams with a Chord wise Asymmetric Cross-Section: I. Single-Cell)

  • 김근택
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.41-49
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    • 2018
  • 이번 연구에서는 복합재료 박벽보(thin-walled beam)에서 시위 방향으로 단일 셀의 비대칭성 단면을 가지는 모델을 선정하여, 단면의 형상에 대한 이론적인 동특성을 연구하였다. 이를 위해 전단 변형 효과(transverse shear effect)와 와핑 구속 효과(warping restraint effect), 보의 길이 방향으로 일정한 테이퍼비와 기하학적 단면비 등을 고려하고, 비대칭 단면의 와핑 함수 보정을 통해 수학적 모델링을 수행하였다. 그 결과에 따라, 고려한 단면의 질량 계수와 강성 계수 및 고유 진동수 등의 특성을 조사하였다. 특히, 단면의 비대칭성, 와핑 함수를 보정하지 않은 경우, 모델의 테이퍼비와 단면비 등이 고유 진동수에 미치는 영향을 비교 분석하였다.

위성체 유연구조물의 진동 해석 (Thermally Induced Vibration Analysis of Flexible Spacecraft Appendages)

  • 윤일성;김규선;송오섭
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1216-1221
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    • 2000
  • Thermally induced vibration response of composite thin walled beams is investigated. The thin-walled beam model incorporates a number of nonclassical effects of transverse shear, primary and secondary warping, 'rotary inertia' and anisotropy of constituent materials. Thermally induced vibration response characteristics of a composite thin walled beam exhibiting the circumferentially uniform system(CUS) configuration are exploited in connection with the structural coupling resulting from directional properties of fiber reinforced composite materials and from ply stacking sequence. A coupled thermal structure analysis that includes the effects of structural deformations on heating and temperature gradient is investigated.

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폐쇄형 단면을 갖는 박벽 복합재료 보의 전단변형 거동 해석 (Transverse Shear Behavior of Thin-Walled Composite Beams with Closed Cross-Sections)

  • 박일주;정성남
    • Composites Research
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    • 제19권5호
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    • pp.1-6
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    • 2006
  • 본 연구에서는 폐쇄형 단면을 갖는 박판 복합재료 보의 정밀 i차원 보 해석모델을 개발하였다. 혼합보 이론을 이용하여 복합재료 보에 대한 전단 흐름 분포 및 단면 강성 행렬에 대한 엄밀해 표현식을 유도하였다. 이를 단일 세포 상자형 단면을 갖는 복합재료 보에 적용하여 상자형 보의 단면 강성행렬에 대한 엄밀해 표현식을 얻었다. 상자형 복합재료 보의 전단 중심을 계산하였으며, 전단 변형 효과가 폐쇄형 단면 보의 정적 거동에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다. MSC/Nastran을 이용한 유한요소 해석을 통하여 본 연구의 타당성을 도였다.

초임계 공정을 이용한 Thin-walled carbon nanotubes (TWNTs)/아민계 에폭시 첨가제의 복합체 제조 (Study on the Thin-walled carbon nanotubes (TWNTs)/Amine epoxy additive composite via supercritical fluid process)

  • 김용렬;정현택
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.486-491
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    • 2014
  • 본 연구에서는, 유기용매를 사용하지 않는 친 환경적인 건식 공정과 초임계 공정을 이용한 Thin-multiwalled carbon nanotube (TWNTs)/아민계 에폭시 첨가제의 복합체 제조에 관하여 연구를 하였다. 제조된 TWNTs/아민계 에폭시 첨가제의 복합체는 우레탄기반의 비스페놀 A 타입의 에폭시 레진의 경화제로 사용하였다. TWNTs/아민계 에폭시 첨가제의 복합체를 경화제로 사용하여 제조된 에폭시 레진의 열적 성질을 Dynamic mechanical analysis (DMA)를 이용하여 분석 하였으며, 메트릭스상의 carbon nanotube의 높은 분산성은 SEM을 통하여 확인 하였다. 그 결과, 초임계 공정을 이용하여 제조된 에폭시 레진의 열적 성질과 매트릭스내의 carbon nanotube 분산성이 건식 공정을 사용 하였을 때 보다 더욱 증가된 결과를 확인 할 수 있었다.

Natural frequencies and mode shapes of thin-walled members with shell type cross section

  • Ohga, M.;Shigematsu, T.;Hara, T.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제2권3호
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    • pp.223-236
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    • 2002
  • An analytical procedure based on the transfer matrix method to estimate not only the natural frequencies but also vibration mode shapes of the thin-walled members composed of interconnected cylindrical shell panels is presented. The transfer matrix is derived from the differential equations for the cylindrical shell panels. The point matrix relating the state vectors between consecutive shell panels are used to allow the transfer procedures over the cross section of the members. As a result, the interactions between the shell panels of the cross sections of the members can be considered. Although the transfer matrix method is naturally a solution procedure for the one-dimensional problems, this method is well applied to thin-walled members by introducing the trigonometric series into the governing equations of the problem. The natural frequencies and vibration mode shapes of the thin-walled members composed of number of interconnected cylindrical shell panels are observed in this analysis. In addition, the effects of the number of shell panels on the natural frequencies and vibration mode shapes are also examined.

The ECBL approach for interactive buckling of thin-walled steel members

  • Dubina, Dan
    • Steel and Composite Structures
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    • 제1권1호
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    • pp.75-96
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    • 2001
  • Actual buckling curves are always characterised by the erosion of ideal buckling curves. In case of compact sections this erosion is due to the imperfections, while for thin-walled members, a supplementary erosion is induced by the phenomenon of coupled instabilities. The ECBL approach- Erosion of Critical Bifurcation Load - represents a practical and convenient tool to characterise the instability behaviour of thin-walled members. The present state-of-art paper describes the theoretical background of this method and the applications to cold-formed steel sections in compression and bending. Special attention is paid to the evaluation methods of erosion coefficient and to their validation. The ECBL approach can be also used to the plastic-elastic interactive buckling of thin-walled members, and the paper provides significant results on this line.

CUS 복합재료 항공기 날개의 에일러론 역전 특성 연구 (A Study on the Aileron Reversal Characteristics of CUS Composite Aircraft Wings)

  • 김근택;송오섭
    • 항공우주기술
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    • 제8권2호
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    • pp.149-159
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    • 2009
  • 본 논문은 Circumferentially Uniform Stiffness (CUS) 형상의 복합재료 얇은 벽 보로 모델링한 항공기 날개의 에일러론 역전 특성에 대해 해석적인 연구를 수행하였다. CUS 복합재료 날개의 에일러론 역전 특성을 연구하기 위해, 신장-비틀림 구조 연성, 날개의 가로세로비, 에일러론 대 날개의 시위비 및 길이비, 초기 받음각, Sweep 각 등을 고려하여야 한다. 얇은 벽 보의 항공기 날개에 대한 보다 더 효과적인 설계를 위해, 에일러론 역전 특성과 관련한 연구 결과는 매우 중요한 역할을 담당할 수 있을 것이다.

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CAS 복합재료 항공기 날개의 에일러론 역전 특성 연구 (A Study on the Aileron Reversal Characteristics of CAS Composite Aircraft Wings)

  • 송오섭;김근택
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권12호
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    • pp.1192-1200
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    • 2009
  • 본 논문에서는 굽힘-비틀림 연성운동이 일어나는 CAS 형태의 이방성 복합재료 항공기 날개의 에일러론 역전 특성에 관한 해석적인 연구를 수행하였다. 복합재료 날개는 박판보로 모델링되었다. 복합재료 날개의 에일러론 역전 특성에 관한 연구에서, 횡전단변형 및 와핑구속, 굽힘-비틀림 연성, 후퇴각, 날개의 가로세로비, 날개와 에일러론의 길이비 및 시위비, 등을 고려하는 것이 필요하다. 얇은 벽 보의 항공기 날개에 대한 보다 더 효과적인 설계를 위해, 에일러론 역전 특성과 관련한 연구 결과는 매우 중요한 역할을 담당할 수 있을 것이다.

비틀림 하중을 받는 두꺼운 복합재료 빔의 거동 (Behaviors of CAD and CUS Thick-walled Composite I-Beam Under Torsional Load)

  • 박미정;전흥재;변준형
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.202-206
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    • 2005
  • Most of studies on the open section composite beams are confined to the thin composite beams. There are some works focused on the thick composite beams but they are limited only to closed section beams. Therefore, it is required to develop an appropriate model to analyze the thick open section composite beams. In this study, the cantilever beams of two specific lay-up configurations are considered which are the circumferentially asymmetric stiffness (CAS) and circumferentially uniform stiffness (CUS) beams. Under the torsional loading, loading induced deformations are obtained for the thick beams using the suggested model. The model includes coupled stiffness and secondary warping effects. The results are compared with those obtained using thin beam model to observe the thickness effects. Those results are also compared with the finite element analysis results.

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On FEM modeling of piezoelectric actuators and sensors for thin-walled structures

  • Marinkovic, Dragan;Marinkovic, Zoran
    • Smart Structures and Systems
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    • 제9권5호
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    • pp.411-426
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    • 2012
  • Thin-walled adaptive structures render a large and important group of adaptive structures. Typical material system used for them is a composite laminate that includes piezoelectric material based sensors and actuators. The piezoelectric active elements are in the form of thin patches bonded onto or embedded into the structure. Among different types of patches, the paper considers those polarized in the thickness direction. The finite element method (FEM) imposed itself as an essential technical support for the needs of structural design. This paper gives a brief description of a developed shell type finite element for active/adaptive thin-walled structures and the element is, furthermore, used as a tool to consider the aspect of mesh distortion over the surface of actuators and sensors. The aspect is of significance for simulation of behavior of adaptive structures and implementation of control algorithms.