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연결이음 접합된 섬유금속적층판의 하중전달 거동 연구

Load Transfer Behaviors of the Splice-Jointed Fiber Metal Laminates

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.29 no.2 = no.233, 2005년, pp.220 - 227  

노희석 (대한항공, 한국항공기술연구원) ,  최원종 (한국항공대학교 항공재료공학과) ,  하민수 (경기공업대학 정밀계측과) ,  최흥섭 (대한항공, 한국항공기술연구원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, stress-displacement analytic solutions are obtained by a shear lag modeling method constructed for the spliced joint area with a splicing gap in the fiber metal laminate (FML). This gap can be empty or be filled with an adhesive material of elastic modulus $E_a$. Two splici...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 FML을 항공기 외피 소재로 적용함에 있어 요구되는 연결 접합의 하중전달 특성을 고찰하기 위해 shear-lag 모델링 기법牌을 이용한 두가 지의 맞대기(butt) 연결 접합된 FML모델들을 제시하고, 연결 접합 부위에 작용하는 축 응력과 전단응력을 해석식 (closed form analytic solution)으로 제 시 하였다. 또한 두 금속판을 맞대기로 연결하고 맞대기 이음 부근에 접착 저】(또는 복합 재료 층의 수지) 를 채워 보강하는 경우, 접착제의 물성이 하중전달 특성에 미치는 영향도 함께 고려하여 고찰하였다.
  • 본 절에서는 Fig. 2와 같이 맞대기 연결접합부 위의 하중 전달 특성을 해석적으로 접근하기 위하여 먼 거리에서 외부 하중에 의한 응력 및 변형률이 각각 % 및 인 간단한 Shear lag 모델을 설정하여 연결 접합된 금속판 주위의 응력 분포를 결정하는 지배방정식 및 하중 경계조건을 설정하고 연결 접합 시의 요구 조건을 설명하고자 한다.

가설 설정

  • 여기서 & 는 복합재료층의 상당 전단 계수(CM。이다. u(x)는 상당탄성계수가 EFMl 인 연결 접합이 없는 섬유 금속 적층 판의 경우 외부 작용 평균응력 % 에 의해 나타나는 변형률 珏 에 선형적으로 비례하는 정상 변위(normal displacement)로서 다음식이 성립한다고 가정한다.
  • 식(10)에서 瓦 = Em인 경우는 연결 접합이 없는 경우가 되며 玖 = 0인 경우에는 연결접합부 분에 접착제가 없는 경우이고 Ea = 0이고 또한 5 = 0인 경우에는 간격이 영이고 접합이 되지 않은(트랙션이 없는) 경우에 해당함을 알 수 있다. 연결접합부 근의 간격 벌어짐은 외부 하중이 커질수록, FML 의 강성이 작을수록, 복합 재료 층의 z 면에서 X 방향으로의 전단 계수가 작을수록, 금속판의 두께 및 탄성계수가 커질수록, 인접한 금속 판사 이의 거리 가. 길어짐에 따라 커짐을 알 수 있다.
  • tme 금속 박판의 두께이고 Tc는 복합 재료 층에 일정하게 작용하는 전단응력으로써 연결 접합된 금속 박판의 상.하면에 작용하는 전단응력과 같다고 가정한다. 한편 접착제 층에서의 힘의 평형 방정식을 같은 방법으로 설정하면 다음과 같다.
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참고문헌 (19)

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  17. Choi, H. S., Roh, H. S., Kang, G H. and Ha, M. S., 2004, 'Study on the Thermo-Mechanical Behaviors of Fiber Metal Laminates Using the Classical Lamination Theory', KSME A, Vol 28, No 4, pp. 394-401 

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  19. Wu, H. F. and Wu, L. L., 1994, 'MIL-HDBK-5 design allowables for fiber/metal laminates: ARALL2 and ARALL 3,' Journal of Materials Science Letters, Vol. 13, pp. 582-585 

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