• 제목/요약/키워드: Stiffened Structure

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고속 변형률속도 효과를 고려한 폭발하중을 받는 보강형 방폭벽 구조의 동적 특성 (Dynamic Characteristics Stiffened Blast-wall Structures Subjected to Blast Loading Considering High Strain-rate Effects)

  • 김규동;노명현;이재익;이상열
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.65-74
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    • 2016
  • 본 연구는 폭발하중을 받는 보강판으로 구성된 방폭벽 구조에 대하여 유한요소 동적해석을 수행하였다. 수치 시뮬레이션은 서로 다른 재료로 구성된 경우에 대하여 비교 검증하였으며, 폭발 시뮬레이션 데이터를 기반으로 폭발하중에 대한 방폭벽의 동적거동을 상세 규명하였다. 충격흡수력이 좋은 고망간 강재로 구성된 방폭벽의 경우 충격에 대한 성능이 상대적으로 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 LS-DYNA 프로그램을 적용하여 유한요소 충격해석을 수행하였으며, 고속 변형률 속도 효과를 추가로 고려하여 고망간 강재로 보강된 방폭벽에 대하여 확장하였다. 다양한 매개변수를 적용한 수치해석 결과는 폭발 시뮬레이션으로부터 보강된 방폭벽 구조의 동적 효과를 비교 분석하여 서로 다른 재료의 적용효과를 보여준다.

위성용 사각형 격자강화 구조의 다기능 구조체 개념설계 (Conceptual Design of Multi-Functional Structure using Rectangular Grid-Stiffened Structure for Satellite)

  • 서현석;장태성;이주훈;김원석;현범석;임재혁;황도순;이상곤;조희근;한은수;김임수;심은섭
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.526-534
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    • 2011
  • 위성의 부피 및 무게 절감을 위하여, 전자, 열제어 및 구조를 하나의 시스템으로 일체화 시키는 다기능 구조체가 개발되어 적용되어 왔으며, 다기능 구조체는 전자장비 중 무게가 많이 나가는 섀시/프레임들, 케이블들 및 커넥터들을 제거 할 수 있다. 이런 기존의 다기능 구조체의 주요 사항은 전기·전자의 섀시/프레임들을 개발 비용 및 시간이 많이 요구 되는 MCMs (Multi-Chip Modules)로 대체 하는 것이다. 본 논문은 위성의 부피 및 무게를 효율적으로 절감할 수 있는 새로운 다기능 구조체의 개념을 보여준다. 구조는 열제어 및 우주방사차폐 기능을 포함한 사각형 격자강화 구조체로 설계 및 제작된다. 사각형 격자강화 구조체는 등방격자구조체의 수정형으로 일반적인 인쇄회로기판을 섀시/프레임 없이 내장할 수 있는 충분한 공간을 제공한다.

이종두께 레이저 용접 프레임의 구조해석 (Structural Analysis of the Dual Thickness Laser Welded Frame)

  • 이영신;윤충섭;오재문
    • 전산구조공학
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    • 제10권4호
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    • pp.165-175
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    • 1997
  • 본 연구에서는 현재 자동차구조에 사용되고 있는 점용접 보강 리어사이드 프레임, 비보강 리어사이드 프레임 및 레이저 용접을 이용한 이종두께 리어사이드 프레임의 응력, 좌굴 및 진동해석이 수행되었다. 응력 및 진동해석의 경계조건은 양단고정이며, 좌굴해석시에는 단순지지 경계조건을 사용하였다. 구조해석에는 ANSYS 5.0 Code를 사용하였다. 점용접된 리어사이드 프레임의 최대응력은 메인프레임에서 발생하였으며, 그값은 80.9MPa이다. 이때의 최대변형률은 501.mu.이다. 이종두께 레이저 용접된 리어사이드 프레임은 두께가 1.8mm일 때 점용접 보강 리어사이드 프레임의 최대응력과 같아진다. 따라서 동일등가 응력을 기준으로 할 때 레이저 용접을 이용하면 중량을 17.2% 줄일 수 있다. 양단 단순지지된 보강 점용접 리어사이드 프레임의 좌굴하중은 52.54kN이다. 이때 동일한 좌굴하중을 갖는 이종두께 레이저 프레임의 두께는 1.9mm이다. 따라서 중량을 15% 감소시킬 수 있다. 보강된 점용접 리어사이드 프레임의 고유진동수는 163.6Hz로 굽힘모드이며, 이종두께 레이저 용접 리어사이드 프레임의 고유진동수는 179.8Hz이다.

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강관링으로 보강된 GFRP 쉘구조의 극한 거동 (Ultimate Behavior of GFRP Shell Structure Stiffened by Steel Pipe Ring)

  • 김인규;임승현;김성보
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.219-229
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    • 2014
  • 원형 강관으로 보강된 GFRP 재질의 원통형 쉘구조에 대한 극한 휨 실험 및 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용한 전산해석을 수행하였다. 개인하수처리 시설의 설계 기준에서 제시된 직사각형 단면형상의 GFRP 재질의 보강링이 적용된 설계기준을 바탕으로 원형 강관 보강링에 대한 단면 재료 특성이 반영된 식을 검토하여 설계하였다. 보강링의 단면, GFRP 본체의 직경과 두께에 의한 극한 거동 특성을 분석하기 위하여 총 4개의 시험체를 설계 제작하여 집중하중 정적재하 시험을 수행하였다. 실험결과 강관 보강링이 사용된 GFRP 쉘구조는 휨파괴가 발생할 때까지 충분한 연성도를 가지고 있으며, 강관 보강링의 휨강성 증가에 따른 전체 구조물의 강도증진이 효과적임을 확인하였다.

플라스틱 직교 보강 구조물의 휨특성에 대한 실험과 해석적 접근 (Experimental and Numerical Approach for Warpage Characteristics of Plastic Orthogonal Stiffened Structure)

  • 김무연;조용주;이성희
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1997-2000
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    • 2005
  • In this work, the effects of orthogonal ribs on warpage of plastic structure through injection molding process were investigated. Three kinds of injection molds were prepared to perform injection molding experiments of orthogonal stiffened plastic plate. The warpage of each injection molded specimen was measured using 3D CMM. And plastic injection molding analysis with commercial code was performed for the presented model. Numerical results of injection molding analysis were compared with those of experiments. It was shown that orthogonal ribs have a significant effect on the warpage of the structure in both cases of experiment and numerical analysis.

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면내응력을 받는 보강 후판의 유한요소법에 의한 진동해석 (Vibration Analysis of Stiffened Thick Plate Subjected to Static Inplane Stress Using Finite Element Method)

  • 오숙경;김일중;이용수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.952-956
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    • 2004
  • The soil-structure interactions are caused by the point sources of explosions, deriving piles, compaction of foundations and excavations those are frequently arose in the construction sites. Thus the analysis of soil-structure interactions is one of the most important subjects in the fields of dynamic analysis and vibration control. From this viewpoint, the aim of this study is to collect the basic data for designing foundation structures throughout understanding the dynamic structural behavior, which is embodied by the dynamic analysis of soil-structure systems. In this study, the dynamic analyses of stiffened thick plates subjected to in-plane stress on elastic foundations are carried out. The foundation is modeled as Pasternak foundation that includes the continuity effect of foundations. Also both the Mindlin plate theory and Timoshenko beam-column theory are used for analyzing the thick plates and beams, respectively.

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Collaborative optimization for ring-stiffened composite pressure hull of underwater vehicle based on lamination parameters

  • Li, Bin;Pang, Yong-jie;Cheng, Yan-xue;Zhu, Xiao-meng
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제9권4호
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    • pp.373-381
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    • 2017
  • A Collaborative Optimization (CO) methodology for ring-stiffened composite material pressure hull of underwater vehicle is proposed. Structural stability and material strength are both examined. Lamination parameters of laminated plates are introduced to improve the optimization efficiency. Approximation models are established based on the Ellipsoidal Basis Function (EBF) neural network to replace the finite element analysis in layout optimizers. On the basis of a two-level optimization, the simultaneous structure material collaborative optimization for the pressure vessel is implemented. The optimal configuration of metal liner and frames and composite material is obtained with the comprehensive consideration of structure and material performances. The weight of the composite pressure hull decreases by 30.3% after optimization and the validation is carried out. Collaborative optimization based on the lamination parameters can optimize the composite pressure hull effectively, as well as provide a solution for low efficiency and non-convergence of direct optimization with design variables.

Study on Stiffened-Plate Structure Response in Marine Nuclear Reactor Operation Environment

  • Han Koo Jeong;Soo Hyoung Kim;Seon Pyoung Hwang
    • 한국해양공학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.205-214
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    • 2023
  • As the regulations on greenhouse gas emissions at sea become strict, efforts are being made to minimize environmental pollutants emitted from fossil fuels used by ships. Considering the large sizes of ships in conjunction with securing stable supplies of environment-friendly energy, interest in nuclear energy to power ships has been increasing. In this study, the neutron irradiation that occurs during the nuclear reactor operation and its effect on the structural responses of the stiffened-plate structures are investigated. This is done by changing the material properties of DH36 steel according to the research findings on the neutron-irradiated steels and then performing the structural response analyses of the structures using analytical and finite-element numerical solutions. Results reveal the influence of neutron irradiation on the structural responses of the structures. It is shown that both the strength and stiffness of the structures are affected by the neutron-irradiation phenomenon as their maximum flexural stress and deflection are increased with the increase in the amount of neutron irradiation. This implies that strength and stiffness need to be considered in the design of ships equipped with marine nuclear reactors.

보강판의 균열거동해석과 Crack Arrest 설계(I) - Crack Arrest 설계기준의 수치해석 (Crack Growth Analysis and Crack Arrest Design of Stiffened Panels(I) - Numerical Approaches to Crack Arrest Design Chart)

  • 이의종;이환우
    • 한국기계가공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.43-49
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    • 2005
  • The purpose of a fatigue crack arrest design is to prevent a fatigue fracture of machine and structure resulted from unstable crack growth. In all cases of load transfer to second elements such as stringers, doublers or flanges, crack arrest is possible; arrest occurring when the fatigue crack reaches the second element. In the present work, a numerical analysis was carried out to estimate the effect of shape parameters on fatigue crack growth and arrest behavior of integrally stiffened panels. Based on these results, a set of fatigue crack arrest design chart is presented as "non-dimensional arrest load - thickness ratio" relationship.

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