• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.10-20
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• 2003

본 논문에서는 임의의 방향각을 가지고 적층된 평직 복합재료에 대하여 미세구조를 모델링하고 수치실험을 통하여 등가물성치를 계산하였다. 층간 상호이동에 의한 평직복합재료의 섬유다발의 배열의 경우의 수는 무한대에 이르므로 여기서는 몬테 카를로법을 이용하여 지정된 경우의 수에 대하여 모델링과 해석을 수행하는 전략을 채택하였다. 또한 평직복합재료의 미세구조를 효과적으로 고려하고 모델링 및 계산시간을 절감하기 위하여 수정된 분할영역 적분에 의한 단일변위장 마크로요소를 사용하였다. 계산결과, 평직복합재료 적층판의 등가물성치는 적층간에 따라서 편차가 크게 나타날 수 있음을 확인하였다. 또한 고전적층판 이론으로 계산한 값과 비교하였을 때 $0^{\circ}$, $45^{\circ}$ 이외의 적층각에서 값의 차이가 크게 났는데, 이로부터 평직복합재료 구조물의 경우 고전적층판이론으로 계산한 등가물성치를 사용할 때 주의가 필요함을 알 수 있었다.

• 기계저널
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• 제29권3호
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• pp.231-243
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• 1989

복합재료의 탄성 문제를 정리하면 다음과 같다. 복합재료와 등방성 재료의 탄성학적 차이는 재료의 탄성계수에 기인하며 이것은 각각 다른 형태의 응력-변형률관계를 갖게 한다. 한편 응 력-변형률 관계식을 제외한 탄성학의 지배방정식은 재료의 종류에 관계없이 성립한다. 복합적 층판의 Stiffness와 응력 등은 Lamination 이론을 사용하여 구할 수 있다. 판이론은 평형식을 z방향으로 적분한 식, 즉 합력(resultant force)와 모멘트로 나타낸 평형식을 사용하는데 이 때 처짐 방정식을 구하기 위해 합력. 모멘트-곡률. 변형률 관계식을 이용하는데 이 관계식이 복합 재료와 등방성재료가 상이하다. 결과로 복합재료는 커플링 효과를 갖게 되며, 복합적층판을 대 칭으로 쌓으면 이 효과를 상쇄시킬 수 있다. 복합적층 보의 이론은 유효 굽힘 계수를 도입하면 등방체 보 이론을 사용하여 보의 처짐을 해석할 수 있다. 복합적층 보의 경우 굽힘 응력의 최 대치는 등방체와는 달리 보의 표면에서만 일어나지 않고 내부에서도 일어날 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.257-266
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• 2004

고차 지그재그이론을 이용하여 면내회전 자유도를 갖는 3절점 삼각형요소를 개발하여 복합재 적층판의 층간 응력분포를 정확히 계산하였고 점탄성물질이 심어진 비틀린 복합재료 판의 진동을 해석하였다. 평면상에서 점탄성물질과 가장자리에서 박리현상을 방지하기 위하여 사용된 경계물질사이의 경계면상에서 전단력 적합조건이 사용되었다. 본 연구에서 개발된 지그재그 삼각형요소를 이용하여 점탄성물질이 심어진 비틀린 외팔보 복합재료판의 고유진동수와 감쇠계수를 계산하고 실험치 및 판과 고체요소를 혼합한 MSC/NASTRAN 결과치와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.101-113
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• 2001

본 연구의 주된 목적은 전단 층을 갖는 two-parameter 탄성지반 위에 놓인 복합적층판의 처짐에 관한 규명이다. 본 논문은 탄성지반에 놓인 비등방성 구조의 변형거동과 2중 조화함수를 이용한 3차 전단변형이론의 확장에 초점을 두고 있다. 유도된 식들을 검증하기 위해 Timoshenko의 탄성지반 위에 놓인 단순지지 된 등방성판과 LUSAS 프로그램에 의한 이방성판의 처짐과 비교하였으며 본 연구의 결과들은 등방성판과 이방성판의 결과와 매우 정확히 일치함을 알 수 있었다. 처짐에 관한 수치해석결과들은 폭-두께 비, 형상 비 재료 비등방성과 전단지반계수 등에 따른 효과를 보여준다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권2호
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• pp.91-96
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• 1999

The problems of welding distortion in a welded structures are major concern in heavy industry. Weld-induced angular distortion's formula, composed weld parameter such as heat input and plate thickness, is developed analytically by the use of an elliptic cylindrical inclusion with an eigenstrain in an infinite laminated plate theory. The source of angular distortion in weldments is the plastic strains, which are caused by non-uniform temperature gradient. The distributions of the plastic strain corresponding eigenstrain are assumed by the use of Rosenthal's solution expressing thermal history. Comparison of calculated results with experimental data shows the accuracy and validity of the proposed method.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.451-461
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• 1998

1차전단변형 판이론에 의한 비등방성 복합적층판의 임계좌굴하중 및 좌굴모드는 기존의 해석적인 방법으로는 다양한 조건에 대하여 해를 제공할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 근사해법인 수치해석을 이용하게 되는데, 이러한 수치해석기법으로 기존 상용프로그램에서는 유한요소법이 널리 사용되었다. 그러나 least upper bound 특성을 가지고 있는 유한요소법을 이용한 적층판의 좌굴해는 구조적인 안정성을 보장하지 못하는 경우도 있다. 따라서 본 논문에서는 유한차분법에 의한 좌굴해석을 수행하여 유한요소법과 상호 비교함으로서 각 경우에 관한 두 가지 수치해석기법의 장단점을 규명하고 효과적으로 적용할 수 있는 기법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 수치해석 결과, 유한차분법에 의한 좌굴하중 및 좌굴모드는 신소재를 사용하는 적층 구조물의 실용화에 앞서 다양한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권7호
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• pp.549-555
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• 2021

원공이 있는 복합재 적층판의 강도는 복합재 항공기기 설계 시 충격하중이 가해지는 부위의 설계 허용치로 사용된다. 일반적으로 BVID (Barely Visible Impact Damage)에 의한 강도저하는 24.0 mm 폭의 시편에 6.0 mm 지름의 원공이 있는 시편의 강도로 가정한다. 본 연구에서는 원공이 있는 복합재 적층판의 강도에 적층각이 미치는 영향을 조사하기 위해 잔류강도 시험을 수행하였다. 원공이 있는 적층판의 강도를 예측하기 위해 특성길이를 이용한 점응력 파손기준을 사용하였고, 이론해를 검증하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 실험결과로부터 특성길이는 0°, ±45°와 90°층의 비율과 관련이 있음을 보였다. 또한 회귀분석을 통하여 임의의 적층 패턴에 대한 특성길이와 원공이 없는 시편의 강도를 결정하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.35-40
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• 2010

본 연구에서는 거더와 가로보로 이루어진 패널을 특별직교이방성 판 이론을 응용하여 해석하였다. 거더와 가로보는 H 형단면을 사용하였다. 본 논문에서는 특별직교이방성 판 이론을 압연형교에 응용하였으며 해석한 결과를 제시하였다. 해석결과는 보 이론과 비교하였다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 유한차분법을 사용하였다. 고유진동수에 대한 $D_{22}$ 강성의 영향을 철저히 검토하였다. 본 연구에서는 판 이론에 의해 수치해석을 해본 결과 보 이론보다 강성이 2.43배가 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.107-114
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• 2004

본 논문에서는 복합적층판의 유한요소해석을 위해 직접수정법으로 간단히 개선된 8절점 유한요소를 제안하였다. 우선, 9절점 등매개변수 요소와 동일한 조건하에서 이차다항식을 표현할 수 있도록 형상함수를 수정하며, 이를 외시적(explicit)으로 표현하였다. 전단보정계수를 갖는 1차전단변형이론을 고차전단변형이론에 근거하여 간단히 개선함으로써 두께방향으로 전단응력 및 변형률이 포물선 분포를 가지도록 하였다. 더 이상의 전단보정계수가 필요하지 않다. 따라서 간단한 직접수정법 즉, 형상함수의 수정, 1차전단변형이론의 개선 및 가정변형률을 조합함으로써 8절점 유한요소의 성능을 개선하였다. 제안된 유한요소를 이용하여 복합적층판의 정적, 좌굴 및 자유진동 수치해석을 실시하여 비교 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.749-758
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• 2000

본 연구는 지그재그모델에 근거하여 두꺼운 금속, 폴리머 복합재료 면재의 전단변형 효과를 고려해서 샌드위치평판의 휨해석 지배방정식을 유도하였으며, 판의 네 변은 단순지지 되어 있다고 가정하였다. 역대칭 적층면재의 화이버 각도와 면재의 적층수를 변화시켜가며 휨해석의 결과를 나타내었다. 해석방법의 정확성을 위해 일반 적층판이론의 값과 비교를 하여 검증을 하였다. 그 결과 적층판이론으로 구한 값보다 처짐에 있어서 더 큰 값을 나타냄을 알 수 있었는데, 그 이유로는 본 해석방법이 면재, 심재 모두 휨강성과 전단변형을 고려하였기 때문이라 사료된다. 강재, 폴리머 복합면재를 갖는 샌드위치평판을 설계할 때 제시된 정보를 유용하게 이용될 수 있을 것이다.