• 제목/요약/키워드: 대칭적층

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복합적층 및 샌드위치판 전단변형함수에 관한 상호비교연구 (Comparison of Various Shear Deformation Functions for Laminated Composite/Sandwich Plates)

  • 박원태;장석윤;천경식
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 본 연구에서는 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 혼합정식화한 유한요소법과 다양한 전단변형함수로 등방성, 대칭 적층 및 샌드위치판 모델을 제시하였다. 제시된 전단변형이론은 판의 상하면에서 전단응력이 0이 되는 다항식, 삼각함수, 쌍곡삼각함수 및 지수함수로 구성되어 있다. 모든 전단변형함수는 해석해, 정해 및 기발표된 유한요소 결과치와 비교하였으며, 합리적인 정확도를 갖는 것으로 예측되었다. 특히, 지수형태의 전단변형함수(Karama et al. 2003; Aydogu 2009)가 적층 및 샌드위치판 해석에 있어서 상대적으로 가장 우수한 결과를 보였다.

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Timoshenko형 전단변형을 고려한 대칭적층 개단면 복합재 보의 휨해석 (Bending Analysis of Symmetrically Laminated Composite Open Section Beam Using the First-Order Shear Deformation Beam Theory)

  • 권효찬;박영석;신동구
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2000년도 봄 학술발표회논문집
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    • pp.43-50
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    • 2000
  • In the first-order shear deformation laminated beam theory (FSDT), the Kirchhoff hypothesis is relaxed such that the transverse normals do not remain perpendicular to the midsurface after deformation. Bending behavior of laminated composite thin-walled beams with singly- and doubly-symmetric open sections under uniformly distributed and concentrated loads is analyzed by the Timoshenko-type thin-walled beam theory. A closed-form expression for the shear correction factor of I-shaped composite laminated section is obtained. Numerical examples are presented to compare present analytical solutions by FSDT with the finite element solutions obtained by using three dimensional model. The effects of lamination of scheme and length-to-height ratio on the shear deformation of laminated composite beams with various boundary conditions are studied.

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대칭 및 반 대칭으로 적층된 복합재료 채널 빔의 굽힘 거동 (Bending Behaviors of CAS and CUS Thick-walled Composite Channel Beam)

  • 박미정;전흥재;변준형
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.167-171
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    • 2005
  • The thick open section composite beams are used extensively as load carrying members and stiffeners of structural elements. However, most of studies on thick composite beams are limited only to closed section beams. In this study, an open cross-section thick-walled composite beam model which includes coupled stiffness, transverse shear, and warping effects is suggested and the deflections associated with the thick-walled composite beams and thin-walled composite beams are obtained and compared with the finite element analysis results. The correlation between thin and thick walled composite beam was achieved for two different layup configurations which are the circumferentially asymmetric stiffness (CAS) and circumferentially uniform stiffness (CUS) beams.

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균일한 면외 전단하중을 받는 직교 이방성 적층재 내부 중앙균열의 모드 III 응력세기계수 (Mode III Stress Intensity Factors for Orthotropic Layered Material with Internal Center Crack Under Uniform Anti-Plane Shear Loading)

  • 이강용;주성철;김성호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제23권6호
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    • pp.961-967
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    • 1999
  • A model is constructed to evaluate the mode III stress intensity factor(SIF) for orthotropic three-layered material with a center crack subjected to uniform anti-plane shear loading. A mixed boundary value problem is formulated by Fourier integral transform method and a Fredholm integral equation of the second kind is derived. The integral equation is numerically analyzed to evaluate the effects of the ratio of shear modulus, strength of each layer and crack length to layer thickness on the stress intensity factor.

보강된 적층평판의 최적화 설계 (Design Optimization of Blade Stiffened Laminated Composite Plates)

  • 신영석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.65-74
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    • 1993
  • 중립축에 대하여 대칭인 보강된 적층평판의 좌굴하중을 극대화 하는 최적설계를 시도하였다. 전체 평판의 무게가 일정한 가운데 적층평판을 이루는 각기 판의 두께와 보강재의 단면을 이루는 두께와 높이를 설계변수로 취하였다. 유한요소법을 이용하여 평판의 좌굴하중이 계산되었으며 최적설계는 IMSL program routine을 사용하였다. 최적설계시 나타나는 optimality condition이 고도의 비선형 연립방정식이 되므로 이경우 여러개의 국부 최적점이 발견되었다. 보강재와 평판의 각층에서의 보강섬유의 방향을 달리하며 각자의 효율성을 연구 조사하였으며 이중($0^{\circ}Beam/0^{\circ}/90^{\circ}$)s인 경우에 사장 우수한 설계를 할수 있는것으로 나타났다.

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면내 압축 및 전단하중을 받는 적층 복합 보강 판의 자유진동해석 (Free Vibration Analysis of Laminated Composite Stiffened Plates under the In-plane Compression and Shear Loads)

  • 한성천;최삼열
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1A호
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    • pp.191-203
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    • 2006
  • 가정 변형률 9절점 쉘 요소를 이용하여 스티프너로 보강된 적층 복합 보강판의 진동 특성을 연구하였다. 기존의 연구결과들과 비교하기 위하여 대칭으로 적층된 carbon-epoxy 복합재료 적층 판을 사용하였다. 또한 본 연구에서 스티프너를 쉘로 모델링 한 결과들은 보 요소로 모델링 된 결과들과 비교하였다. 비틀림에 약한 스티프너의 경우에 국부 좌굴이 스티프너에서 발생할 수 있다. 이 경우에 스티프너는 쉘로 모델링 하여야 한다. 본 연구는 면내 압축 및 전단하중을 받는 적층 복합 보강 판과 보강되지 않은 적층 복합 판의 연구에 집중되어 있다. 면내 압축 및 전단하중은 적층복합 판의 고유진동수와 진동 모우드를 변화시키고 압축 하중의 증가는 압축 하중이 임계 좌굴하중에 도달하여 진동수가 0 이 될 때 까지 진동수를 감소시킨다. 면내 전단하중의 작용은 그렇지 않은 경우에 비하여 진동수를 증가시켰다. 또한 진동수와 면내 하중 관계 곡선의 교차는 적층 복합 보강판의 진동 모우드를 교체 시킨다. 본 연구에서 제시한 쉘 요소로 적층 복합 보강판을 해석한 결과 참고문헌과 비교하여 매우 정확한 결과를 나타내었다. 그러므로 보강된 적층 복합 판의 면내 전단 및 압축하중의 종류와 크기는 특정한 진동수와 모우드 형상의 조절을 위해 적절하게 선택되어야 한다. 고유치 문제를 풀기 위하여 Lanzcos 방법을 사용하였다.

대칭복합적층평판의 좌굴해석 (Buckling Analysis of Symmetrically Laminated Composite Plates)

  • 원종진
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.260-264
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    • 1997
  • The experimental and numerical results of buckling loads for symmetrically laminated composite plates are compared. Boundary conditions are all fixed supports. Experiments were conducted for plates with fiber angles $\theta$=30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$ and aspect ratios a/b=0.8. Experimental results were obtained from load-deflection curves. Numerical methods were presented to evaluate buckling loads, using structural analysis results from ANSYS.

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터널링 전계효과 트랜지스터로 구성된 3차원 적층형 집적회로에 대한 연구 (Study of monolithic 3D integrated-circuit consisting of tunneling field-effect transistors)

  • 유윤섭
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.682-687
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    • 2022
  • 터널링 전계효과 트랜지스터(tunneling field-effect transistor; TFET)로 적층된 3차원 적층형 집적회로(monolithic 3D integrated-circuit; M3DIC)에 대한 연구 결과를 소개한다. TFET는 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)와 달리 소스와 드레인이 비대칭 구조이므로 대칭구조인 MOSFET의 레이아웃과 다르게 설계된다. 비대칭 구조로 인해서 다양한 인버터 구조 및 레이아웃이 가능하고, 그 중에서 최소 금속선 레이어를 가지는 단순한 인버터 구조를 제안한다. 비대칭 구조의 TFET를 순차적으로 적층한 논리 게이트인 NAND 게이트, NOR 게이트 등의 M3DIC의 구조와 레이아웃을 제안된 인버터 구조를 바탕으로 제안한다. 소자와 회로 시뮬레이터를 이용해서 제안된 M3D 논리게이트의 전압전달특성 결과를 조사하고 각 논리 게이트의 동작을 검증한다. M3D 논리 게이트 별 셀 면적은 2차원 평면의 논리게이트에 비해서 약 50% 감소된다.

다층 대칭배열된 타원형 적층관의 좌굴하중 및 모드해석 (Buckling Load and Mode Analysis of Symmetric Multi-laminated Cylinders with Elliptical Cross-section)

  • 천경식;손병직;지효선
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3A호
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    • pp.457-464
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    • 2006
  • 화이버로 보강된 복합재료는 비강성과 강도가 높을 뿐만 아니라 경량화를 위한 작업이 가능한 재료로써, 항공, 선박 그리고 토목분야와 같은 많은 산업분야에서 계속적으로 사용이 증대되고 있다. 본 연구는 전단변형을 고려한 타원단면을 갖는 복합적 층 구조물의 좌굴하중 및 모드형상을 분석하였다. 좌굴해석을 수행하기 위해, 면내회전자유도를 갖는 평면응력 요소와 휨 요소를 결합하여 무결점 4절점 쉘요소를 작성하였다. 이때 추가변형률과 대체전단변형률을 도입함으로써 요소의 거동을 개선하였다. 해석모델에 대해 쉘의 기하학적 형상, 종횡비, 화이버 보강각도, 그리고 적층배열에 따른 영향을 고찰하였다. 본 연구에서 제시한 타원단면을 갖는 적층관의 임계좌굴하중과 모드형상은 여러 가지 설계변수에 의한 거동에 대한 정확한 이해로부터 효율적인 설계방향을 제시하고자 하였으며, 추후 적층관의 좌굴해석시 좋은 참고자료로 활용할 수 있으리라 기대된다.

대칭 적층 복합재 연소관의 탄성파 전파에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Elastic Wave Propagation in a Symmetrically Filament-Wound Composite Motor Case)

  • 송성진;최지웅
    • 비파괴검사학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.191-204
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    • 1998
  • 복합재 연소관의 수압/AE 시험의 성공적 수행을 위한 핵심 과제중의 하나는 수압으로 인해 방출되어 연소관을 통해 전파하는 탄성파의 특성을 분석함으로써 수압/AE 시험시 감지해야할 탄성파의 최적 성분을 결정하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 대칭 적층 구조를 갖는 복합재 연소관에 광대역 초음파를 발진시키고 전파방항과 거리를 변화시킨 105지점에서 광대역 음향방출 센서를 이용하여 복합재 내를 전파한 탄성파를 수신하고, 그 특성(주파수, 전파거리, 전파속도)을 분석하였다. 이와 같은 실험을 내부가 비어 있는 연소관과 내부를 물로 채우고 수압을 가한 연소관에 대해 반복 수행함으로써, 수압이 탄성파의 전파특성에 미치는 영향을 분석하고, 이를 바탕으로 수압/AE 시험시 검출할 탄성파의 최적 성분을 결정하였다.

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