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적층 복합재료 사다리꼴 주름판의 좌굴해석
Buckling Analysis of Laminated Composite Trapezoidal Corrugated Plates 원문보기

Composites research = 복합재료, v.32 no.4, 2019년, pp.185 - 190  

박경조 (Department of Mechanical Design Engineering, Chonnam National University) ,  김영완 (Department of Mechanical Design Engineering, Chonnam National University)

초록
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본 연구에서는 단순지지 경계조건을 갖는 적층 복합재료 사다리꼴 주름판에 대한 탄성 좌굴특성을 이론적 방법을 이용하여 분석하였다. 좌굴 해석에서는 한 방향 하중, 두 방향 하중 및 전단하중 등 3가지 유형의 내평면 하중조건이 고려되었다. 3차원 주름 구조물을 해석적으로 기계적 거동을 표현하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 해석에서는 주름판의 전반적인 좌굴 거동을 분석하기 위해 등가균질모델을 적용하였다. 이를 위해 단위 주름을 직교이방성재료로 등가시켰으며, 이전 연구에서 유도한 주름판에 대한 등가 굽힘강성계수식을 본 해석에 적용하였다. 제안된 이론해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 셸요소를 바탕으로 한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 두 방법을 이용해 얻은 임계 좌굴하중 및 좌굴형상을 비교하였다. 주름판의 기하형상에 따른 영향을 분석하기 위해 다양한 수치 예가 제시되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This work investigates the elastic buckling characteristics of laminated composite trapezoidal corrugated plates with simply supported edges using the analytical method. In the analysis, three types of in-plane loading conditions: uniaxial, biaxial and shear loads are considered. Because it is very ...

주제어

#적층 복합재료   #주름판   #균질 모델   #등가강성  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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  • 내평면 전단하중을 받는 경우에는 적층각에 따라 좌굴하중이 초기에는 거의 변화가 없다가 서서히 증가를 하다가 거의 일정한 값으로 접근을 한다. y 방향 압축하중 Ny를 받는 경우에도 내평면 하중에 대한 거동과 유사하나 적층각에 따라 좌굴하중이 증가하는 정도가 가파르다. 이와 같이 적층각이 좌굴하중에 미치는 영향이 다른 하중에 비해 크게 나타나는 것은 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3차원 유한요소해석이 구조물의 전반적인 거동에 관심이 있는 경우에는 적당하지 않은데 그 이유는? 3차원 기하형상을 갖는 주름판의 기계 거동을 해석적으로 파악하기가 매우 어렵기 때문에 일반적으로 실험 및 3차원 유한요소해석을 이용한다. 그러나 3차원 유한요소해석의 경우 모델링이나 해석에 많은 작업량과 시간이 소요되기 때문에 주름 구조물의 국부적인 거동이 아닌 전반적인 거동에 관심이 있는 경우에는 적당하지 않다. 이와 같은 이유로 주름 구조물의 전반적인 거동을 파악하기 위해 주름판을 2차원 직교 이방성판으로 등가시켜 해석에 적용하고 있다.
강성을 높인 주름 구조요소는 어떠한 구조물에 사용됩니까? 재료 변경 없이 강성을 증가시키는 방법 중에 하나는 판에 주름을 주는 것이다. 이와 같이 강성을 높인 주름 구조요소는 해양 구조물, 비행기, 선박 및 철도차량의 바닥, 수직 칸막이 등과 같이 길이가 길고 질량 대비 큰 굽힘 강성이 요구되는 구조물에 사용된다. 3차원 기하형상을 갖는 주름판의 기계 거동을 해석적으로 파악하기가 매우 어렵기 때문에 일반적으로 실험 및 3차원 유한요소해석을 이용한다.
두께가 얇은 판이 취약한 부분은? 두께가 얇은 판은 구조 요소로써 많은 분야에 널리 사용되고 있다. 그러나 이들 얇은 구조물은 좌굴 및 굽힘 등에 매우 취약하기 때문에 경우에 따라 구조물의 강성을 증가시켜야 한다. 재료 변경 없이 강성을 증가시키는 방법 중에 하나는 판에 주름을 주는 것이다.
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