Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회논문집)

Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회)
권호 표지

Behaviors of Laminated Composite Folded Structures According to Ratio of Folded Length

곡절 길이비에 따른 복합적층 절판 구조물의 거동

  • 유용민 (삼성엔지니어링 인프라사업팀) ;
  • 임성순 (서울시립대학교 토목공학과) ;
  • 장석윤 (서울시립대학교 토목공학과)
  • Published : 2006.09.01
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Abstract

This study deals with behavior characteristics of laminated composite folded structures according to ratio of folded length based on a higher-order shear deformation theory. Well-known mixed finite element method using Lagrangian and Hermite shape interpolation functions is a little complex and have some difficulties applying to a triangular element. However, a higher-order shear deformation theory using only Lagrangian shape interpolation functions avoids those problems. In this paper, a drilling degree of freedom is appended for more accurate analysis and computational simplicity of folded plates. There are ten degrees of freedom per node, and four nodes per element. Journal on folded plates for effects of length variations is not expressed. Many results in this study are carried out according to ratio of folded length. The rational design is possible through analyses of complex and unpredictable laminated composite folded structures.

본 연구에서는 복합적층 절판 구조물을 고차 전단변형이론을 이용하여 길이변화에 의한 거동 특성을 해석한다. 고차 전단변형이론을 적용하기 위하여 잘 알려진 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 병용한 방법은 다소 복잡하고 4절점 요소에만 적용할 수 있으며, 3절점 요소에 적용할 경우 매우 복잡하게 된다. 이러한 단점 및 복잡성을 피하기 위하여 Lagrangian 보간함수만을 사용한 고차 전단변형이론을 이용하며 복합적층 절판 구조물의 해석과정의 편의성 및 정확성을 위하여 면내 회전각 자유도를 추가한다. 그러므로 한 요소 당 4개의 절점이 있으며, 한 절점 당 10개의 자유도를 가지게 된다. 기존의 절판 구조물은 길이 변화에 대한 영향을 고려한 경우가 적으므로 본 연구에서는 이를 중심 변수로 설정하여 다양한 매개변수 연구를 수행한다. 본 연구에서는 길이 변화에 따라 예측하기 힘든 복잡한 거동을 보이는 복합적층 절판 구조물의 거동특성을 분석하여 합리적인 설계가 가능하고자 한다.

Keywords

References

  1. 유용민, 이상열, 장석윤 (2003), 고차 전단변형 이론을 이용한 임의의 각도를 갖는 비등방성 절판 구조물의 안정성, 대한토목학회, 23(3A), pp.527-535
  2. 유용민, 임성순, 장석윤 (2003), 임의의 곡절각도를 갖는 비등방성 절판의 변위형상 비교. 대한토목학회, 23(6A), pp.1311-1319
  3. 이상열, 유용민, 장석윤 (2004), 고차 전단변형판 이론을 이용한 채널단면을 갖는 복합적층 절판 구조물의 유한 요소 진동해석. 한국전산구조공학회, 17(1). pp.21-30
  4. Bathe, K. J. (1996), Finite element procedures, Prentice Hall
  5. Dhainaut, M. (1997), A comparison between serendipity and lagrange plate elements in the finite element method. Communications in Numerical Methods in Engineering, 13(5), pp.343-353 https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0887(199705)13:5<343::AID-CNM60>3.0.CO;2-2
  6. Goldberg, J. E., Leve, H. L. (1957), Theory of prismatic folded plate structures, International Association for Bridge and Structural Engineering Journal. 17
  7. Guha Niyogi, A., Laha, M. K., Sinha, P. K., (1999). Finite element vibration analysis of laminated composite folded plate structures. Shock and Vibration, 6(5/6). pp.273-284 https://doi.org/10.1155/1999/354234
  8. Lo, K. H., Christensen, R. M., Wu, E. M. (1977). A higher-order theory of plate deformation. Part 1 : homogeneous plates. Journal of Applied Mechanics, 44. pp.663-668 https://doi.org/10.1115/1.3424154
  9. Lo, K. H., Christensen, R. M., Wu, E. M. (1977). A higher-order theory of plate deformation. Part 2:laminated plates. Journal of Applied Mechanics. 44. pp.669-676 https://doi.org/10.1115/1.3424155
  10. Reddy, J. N. (1984). A refined nonlinear theory of plates with transverse shear deformation. International Journal of Solids and Structures, 20(9/10), pp.881-896 https://doi.org/10.1016/0020-7683(84)90056-8
  11. Reddy, J. N.(1984). A simple higher-order theory for laminated composite plates. Journal of Applied Mechanics, 51. pp.745-752 https://doi.org/10.1115/1.3167719
  12. Reddy, J. N. (1990). A general nonlinear third-order theory of plates with moderate thickness. International Journal of Non-Linear Mechanics, 25(6). pp.677-686 https://doi.org/10.1016/0020-7462(90)90006-U
  13. Reddy, J. N. (1997), Mechanics of laminated composite plates. CRC press
  14. Sadek, E. A. (1998). Some serendipity finite elements for the analysis of laminated plates. Computers & Structures, 69(1), pp.37-51 https://doi.org/10.1016/S0045-7949(98)00077-7