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문제 정의
- 따라서 보강재 부착에 따른 보강효과로 최대하중시의 소성중립축 및 사각관 단면의 소성영 역이 변화할 것이다. 본 연구에서는 보강사각관에 최대하중이 작용할 때 단면의 소성중립축의 위치와 소성영역을 구하기 위하여 실험에서 구한 최대하중 값(Fmax)을 다음과 같이 해석하였다. 이를 위해 Fig.
- 그러나 국부적으로 발생하는 네킹변형 이후의 실제 하중이 작용하는 단면의 크기를 측정하기가 어렵기 때문에 정확한 진응력-진변형률 관계를 아는 것은 쉽지 않다. 본 연구에서는 보다 정확한 진응력-진변형률 관계를 얻기 위하여 본 실험에서 사용하는 알루미늄 사각관 보에서 인장시험편을절취하여 인장시험을수행하였다. Fig.
- 본 연구에서는 알루미 늄판으로 보강한 알루미늄 사각관보를 제작하고 이에 대한 굽힘붕괴 시험을 한다. 시험을 통하여 보강 사각관 보의 굽힘붕괴시 발생하는 국부적 좌굴거동을 검토하고 하중(F)-변위(6) 곡선과 최대굽힘하중의 결과를 유한요소 수치 해석 결과와 비 교한다.
- 본 연구에서는 알루미늄 판으로 보강한 알루미늄 사각관보를 제작하고 이에 대한 3점 굽힘붕괴 시험 을 하여 보강 알루미늄 사각관보의 굽힘특성을 검토하고 보강효과를 평가하였다.
가설 설정
- 12는 보강하지 않eN형 시험편과 윗면 전체를 보강한 A-20형 시험편, 아랫면 전체를 보강한 B형 시험편의 사각관측벽에 작용하는 축방향 응력분포를 보여주고 있다. 실험에서는 윗면 전체를 보강한 시험편의 경우 최대하중시점에서 보강판과 사각관의 박리(delamination)가 발생하였지만, 수치해석상 에서는 보강판과 사각관이 완전 접합되어 있다고 가정하여 굽힘붕괴 현상을 유도하였다. 수치해석 결과는 시험편의 대칭성을 고려하여 1/4 모델을 해 석한 것으로 어두운 부분은 압축응력 이, 밝은 부분은 인장응력이 작용하고 있는 영역을 나타내고 있다.
- 하중핀과 지지대는 강요소(rigid element)로 가정하였고 실제 굽힘실험과 가능한 유사하도록 각 부위의 형상을 모사하였다. 하중핀과 시험편이 접촉하는 부위는 ABAQUS에서 제공되는 면접촉조건을 사용하였으며, 보강판과 사각관보는 완전하게 접착되어 있다고 가정하여 해석하였다.
- 사각관 시험편 모델은 응력집중이 예상되는 중심부위는 요소크기 2mm, 여타 부위는 요소크기 4mtn의 4절점 쉘요소를 사용하였고, 보강판은 8절점 solid 요소를 사용하였다. 하중핀과 지지대는 강요소(rigid element)로 가정하였고 실제 굽힘실험과 가능한 유사하도록 각 부위의 형상을 모사하였다. 하중핀과 시험편이 접촉하는 부위는 ABAQUS에서 제공되는 면접촉조건을 사용하였으며, 보강판과 사각관보는 완전하게 접착되어 있다고 가정하여 해석하였다.
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