복합적층판의 변위 변동계수 산정을 위한 가중적분법

노혁천 ( Hyuk Chun Noh )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제2호, 29~35페이지(총7페이지)

탄성계수와 함께 포아송비는 구조의 거동을 결정하는 중요 구조인수중의 하나이다. 따라서 구조응답의 불확실성에 미치는 포아송비의 독립적 영향에 대한 평가가 필요하다. 본 연구에서는 포아송비의 불확실성이 복합적층판의 거동에 미치는 영향을 산정하기 위한 정식화를 제안한다. 포아송비의 영향은 동일 차수인 임의인수의 영향을 포함하는 부행렬을 통하여 얻을 수 있으며, 이는 대상 인수의 평균을 중심으로 한 Taylor전개를 통하여 구할 수 있다. 제안 방법의 검증을 위하여 예제 평판을 해석하였고, 그 결과를 몬테카를로 해석에 의한 결과와 비교하였다. 두 방법을 통하여 얻은 결과는 상화 잘 일치하는 결과를 나타내어, 제안한 방법이 적절함을 제시하였다.

TAG Spatial randomness, 공간적 임의성, Poisson`s ratio, 포아송비, Coefficient of variation, 분산계수, Composite plate, 적층평판

비원형 폐합쉘의 좌굴특성

박원태 ( Won Tae Park ) , 천경식 ( Kyoung Sik Chun )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제2호, 36~43페이지(총8페이지)

본 연구는 원형 및 비원형(타원형)단면을 갖는 복합폐합쉘의 좌굴하중 및 모드형상을 비교·분석하였다. 이때, 면내 회전자유도를 갖는 평면응력 요소와 추가변형률과 대체전단변형률을 도입한 휨 요소를 결합한 4절점 쉘 요소(4EAS-FS)를 작성하여 좌굴해석을 수행하였다. 해석모델의 매개변수는 기하학적 형상, 종횡비 및 화이버 보강각도로 설정하여 그에 따른 영향을 고찰하였다. 본 연구에서 제시한 원형 및 비원형 단면을 갖는 폐합쉘의 임계좌굴하중과 모드형상에 대한 폐합쉘 길이, 두께, 단면계수 및 화이버 보강각도 등 설계변수의 영향을 비교·분석하였다.

TAG non-circular closed shell, 비원형 폐합쉘, buckling, 좌굴, composite Laminate, 복합적층

노후교량 바닥판 대체용 Modular GFRP 바닥판 거동에 관한 실험 연구

지효선 ( Hyo Seon Ji ) , 천경식 ( Kyung Sik Chunk )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제2호, 44~50페이지(총7페이지)

본 연구에서는 노후교량 바닥판 대체용으로 단품(Modular) GFRP 바닥판 구조에 대한 거동분석을 실험을 통행 실시하였다. 그 바닥판의 성능평가로서 축소모형(1/5)의 시험편 3개에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 시험편은 박스튜브를 갖는 샌드위치 판이다. 교량바닥판의 구성재료는 유리섬유와 에폭시 레진이다. 모든 시험편에 대한 실험결과로서 최대강도, 강성 및 변형능력으로 나타내었다. 실험적 결과의 타당성을 검증하기 위해 유한요소해석을 하여 비교하였다.

TAG modular GFRP deck, 단품 GFRP 데크, deteriorated bridge decks, 노후 교량바닥판, performance evaluation, 성능평가, sandwich plate, 샌드위치판, glass fiber, 유리섬유

불완전 동적 데이터로부터 복합신소재로 보강된 교량의 함수기반 역해석에 의한 성능 평가

이상열 ( Sang Youl Lee ) , 노명현 ( Myung Hyun Noh )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제2호, 51~58페이지(총8페이지)

본 연구는 차량 이동하중을 받는 손상된 콘크리트 슬래브교량의 강성저하를 규명하고, 복합신소재를 사용하여 보강 후 성능평가를 수행한다. 특히 마이크로 유전알고리즘에 의한 역해석에 기반하여 보강 전·후 각 요소에서의 강성변화를 수정된 2차변수 Gaussian 분포함수를 사용하여 정식화하였다. 본 연구에서 제안한 방법은 기존의 요소기반 접근 방식에 비하여 수치해석적인 관점에서 효율성을 갖는다. 개발한 알고리즘은 3차원 솔리드 요소를 사용하여 모델링한 교량의 동적 거동 시뮬레이션으로부터 계측한 데이터를 사전정보로 사용하여 검증하였다. 몇 가지 수치예제는 본 연구에서 개발한 방법이 실제교량과 수치모델간의 차이로 인한 오차 및 노이즈 등으로 인한 동적 계측치 오류 등이 고려되었음에도 강성분포 추정 및 성능 평가를 효율적으로 수행함을 보여준다.

TAG Inverse analysis, 역해석, microgenetic algorithm, 마이크로 유전알고리즘, Gaussian distribution function, 가우시안 분포함수, Performance assessment, 성능 평가

특별직교이방성 적층판이론에 의한 콘크리트 슬래브교량의 간편해석법

한봉구 ( Bong Koo Han ) , 석준호 ( Jun Ho Suck )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제2호, 59~65페이지(총7페이지)

단순지지된 슬래브교량의 경우 특별직교이방성 판이론에 의하여 해석하였다. 이 방법은 일반 기술자들에게는 너무 어려워서 현장에서 기술자들이 실무적으로 접근하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 일반 현장의 실무기술자들이 사용할 수 있는 보 이론을 사용하여 단순지지된 콘크리트 슬래브를 단위 폭을 가진 보로 해석이 가능하도록 수정계수를 만들어서 실무에 적용할 때의 사용 가능한 자료를 만들고자 하였다. 본 연구에서는 1:1 ~ 1:6 까지 형상비를 변화 시켜가며 해석을 수행하였다. 본 논문의 연구의 결과는 단순지지된 슬래브교량의 해석에 이용할 수 있다.

TAG slab bridge, 슬래브교량, specially orthotropic, 특별직교이방성, correction factor, 수정계수, aspect ratio, 형상비

다양한 기하학적 형상을 갖는 층간 분리된 복합신소재 적층구조의 동적 불안정성

이상열 ( Sang Youl Lee ) , 장석윤 ( Suk Yoon Chang )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제1호, 1~8페이지(총8페이지)

본 연구에서는 면내 주기 하중을 받는 층간분리된 복합신소재 구조물의 동적불안정 해석을 Sanders의 고차항 이론에 근간하여 수행하였다. 절점 당 7개의 자유도를 사용한 2차원 유한요소 정식화에서 층간분리영역 경계에서의 변위를 일치시키기 위한 변환기법을 적용하였다. 불안정 영역의 경계는 Bolotin의 이론을 적용하여 산정하였다. 경사판 및 쉘에 대한 해석 결과는 기존 문헌 결과와 잘 일치하였다. 경사판 및 쉘에 대한 새로운 해석 결과들은 곡률을 비롯한 다양한 기하학적 영향(경사각도, 층간분리 크기, 섬유보강 각도, 그리고 두께방향으로의 층간분리 위치변화 등)과의 상호거동 관계를 보여준다. 불안정 영역의 주기 하중의 크기에 대한 영향도 분석하였다.

TAG 복합신소재 구조물, 동적 불안정성, 층간 분리, 고차 전단변형, composite structures, dynamic instability, delamination, high-order shear deformation

복합적층판 이론에 의한 철근콘크리트 슬래브교의 해석

한봉구 ( Bong Koo Han ) , 김덕현 ( Duck Hyun Kim )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제1호, 9~15페이지(총7페이지)

본 논문에서는 철근콘크리트 슬래브교를 복합적층판 이론으로 해석 하였다. 철근콘크리트 슬래브교의 해석에 있어 단면의 기하학적, 물리적 특성이 중립축을 중심으로 휨－연계강성 Bij=0이고, D16=D26=0임을 고려하였다. 각각의 횡방향, 수직방향 강재는 하나의 lamina로 간주하고, 재료상수는 각각의 lamina의 혼합법칙에 의해서 계산되었다. 단순지지된 철근콘크리트 슬래브교는 등분포하중과 축하중을 받고 있다. 본 논문에서는 유한차분법과 특별직교이방성 복합적층판 이론으로 해석하였다. 그 결과 특별직교이방성 복합적층판 이론에 의한 해석 값이 보 이론의 값에 근접함을 알 수 있었다. 본 논문의 결과 가까운 장래에 학부정도의 실력을 가진 기술자가 철근콘크리트 슬래브교를 해석함에 있어 유용하게 사용 될 수 있다.

TAG 유한차분법, 특별직교이방성적층판이론, 슬래브교, 보해석, finite difference method, specially orthotropic Laminates theory, slab bridges, beam analysis

부유식 태양광 에너지 발전시설의 개발

최훈 ( Hoon Choi ) , 주형중 ( Hyung Joong Joo ) , 남정훈 ( Jeong Hun Nam ) , 윤순종 ( Soon Jong Yoon )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제1호, 16~26페이지(총11페이지)

이 논문는 펄트루젼 FRP 부재를 이용하여 부유식 태양광 에너지 발전시설을 개발하기 위한 연구의 결과이다. 펄트루젼 FRP는 다른 구조용 재료와 비교하여 부식에 대한 저항성이 크고, 단위중량당 강도 및 강성이 크다는 등 역학적, 물리적 성질이 우수하여 부유식 태양광 에너지 발전시설의 개발에 적합하다고 할 수 있다. 이 연구에서는 부유식 태양광 에너지 발전시설의 개발에 관해 간략히 설명한 후 부유식 태양광 에너지 발전시설을 개발하기 위해 제작된 펄트루젼 FRP부재의 생산과정을 보여주고, 인장 및 압축시험을 통해 재료의 역학적 성질을 조사하였다. 재료 시험결과 얻어진 결과를 이용하여 부유식 태양광 에너지 발전시설 구조물에 대한 유한요소해석을 하였다. 유한요소 해석결과 다양한 경계 및 하중 조건에 대해 각 부재의 구조성능을 검토하였고, 볼트접합부의 구조성...

TAG 부유식 태양광 에너지 발전시설, 펄트루젼 FRP 부재, 볼트접합부, 인장시험, 압축시험, 유한요소해석, 실험, floating type photovoltaic energy generation system, pultruded FRP member, bolted connection, tensile test, compression test, finite element analysis, experiment.

지중 매설 GFRP 관로 및 플랜지의 거동 분석

한택희 ( Taek Hee Han ) , 김효산 ( Hyo San Kim ) , 장영두 ( Young Du Jang ) , 박윤호 ( Youn Ho Park ) , 강영종 ( Young Jong Kang )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제1호, 27~33페이지(총7페이지)

유한요소해석을 통하여, 지중 매설된 GFRP 관로의 거동과 좌굴안정성을 분석하였다. GFRP 관로에 토압과 차량하중과 같은 외압만이 작용하는 경우와, 외압과 함께 수압이 내압으로 작용하는 경우에 대해 해석을 수행하였으며, 해석 대상 관로는 현재 생산되는 GFRP 관로로 한정하고, 응력과 변위, 좌굴강도를 검토하였다. 또한, 관로 연결 플랜지의 응력집중 현상을 저감하기 위하여, 형상을 개선시킨 플랜지에 대해 해석을 수행하였다. 연결부 목 부위의 최대 응력을 검토하기 위한 캔틸레버 모델과, 지중 매설시의 모델 두 가지에 대해 해석을 수행하여 응력을 검토하였다. 해석결과 지중 매설된 GFRP 관로에 외압이 작용하는 경우와 좌굴에 대해서는 안전하였으며, 개선된 플랜지의 응력 집중도 상당히 저감되었음을 확인 할 수 있었다.

TAG 유리섬유복합관, 좌굴, 지중 관로, 프랜지, GFRP pipe, buckling, buried pipe, flange

급속시공용 복합신소재 교량상부구조의 구조 성능

지효선 ( Hyo Seon Ji )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2010] 제1권 제1호, 34~45페이지(총12페이지)

본 논문은 국내에서 최초로 완전 복합신소재 교량을 현장 적용하여, 실제 차량하중 재하실험 및 공용 중 내하력 평가를 실시하였고 설계, 제작, 설치 등을 기술하였다. 현장적용에 앞서 교량상부구조 설계에 대한 검증을 위해 축소모형 교량상부구조를 제작하여 실내실험을 실시하였다. 실험결과의 타당성을 검증하고자 유한요소해석의 결과와 비교하였다. 분석된 자료는 향후 복합신소재교량의 설계, 제작, 설치에 대해 기초자료로 제공될 수 있기를 기대한다. 장기거동 성능에 대한 충분한 데이터가 없지만 복합신소재가 소형교량에 혁신적인 재료임을 본 연구를 통하여 확인할 수 있다. 그리고 현장재하실험을 통한 공용중인 상태에서 복합신소재 교량의 내하력등급을 통하여 장기성능실험에 대한 자료를 제공할 수 있었다. 따라서 본 자료는 복합신소재교량의 장기 성능평가에 자료로 제공 될 수 있다...

TAG 복합신소재, 교량상부구조, 현장재하시험, 유한요소해석, 현장적용, 응력보정계수, 공용성능평가, 교량내하력등급, advanced compositesls, bridge superstructure, field Load testing, finite element analysis, field application, stress modification coefficients in-service performance assessments, bridge capacit

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