When performing finite element analysis using materials with porosity the porosity shows different mechanical properties from the existing mechanical properties of the existing base materials. In this study the equivalent properties were calculated and verified by applying the representative volume element (RVE) method and assuming that the material with porosity is a 2D orthotropic material. In case of finite element analysis using porous material or composite material, it is inefficient to perform the analysis through material modeling. Based on the element volume and element stress values ​​derived using the finite element analysis program, the representative stress values ​​and elastic modulus matrix were calculated using Python. In addition, equivalent properties were derived using the calculated elastic modulus matrix. The pores were simulated by etching a thin plate specimen made of STS304 material in a certain pattern, and the elastic modulus and Poisson's ratio were measured through a UTM and compared with simulation results. It was confirmed that an error of 7.028% for elastic modulus and 10% for Poisson's ratio occurred, and through this, the validity of this simulation was verified.

본 논문에서는 직교이방성 적층평판에서의 균열생성 및 전파로 이루어진 층간분리해석을 다룬다. 기존의 -유한요소가 가지고 있는 요소의 강건성을 균열진전해석에 적용하여, 균열진전시 모델링을 재구성하지 않고, 균열 선단부에 해당되는 꼭지점 모드의 위치만을 이동하도록 하여, 요소망을 단순화시켰다. 이와 같은 층간분리해석에 대해서 이 논문에서의 주요 목적은 다음 두 가지이다. 첫째, 적층복합 재료의 층간분리해석 시, 일반적인 유한요소 모델과 비교하여 매우 간단한 요소 망을 가지는 모델을 제안하는 것이다. 모델의 타당성을 평가하기 위해 적층 복합재료로 구성된 이중 외팔보 해석을 통하 여, 기존 참고문헌 값과의 비교를 수행하였다. 둘째, 제안된 모델을 내부균열을 갖는 적층평판의 층간분리해석에 적용하여 여러 가지 거동 양상에 대한 평가이다. 이와 같은 목적을 수행하기 위하여 로바토 형상함수를 이용한 완전층별요소가 고려 되었으며, 선형탄성파괴역학에 기초한 3차원 가상균열닫힘법을 이용하여 에너지 방출률을 산정하였다.

Even though the longitudinally stiffened laminated composite plates with closed section ribs should be an effective system for axially compressed members, the existing researches on the applications of closed-section ribs, especially for the laminated composite plates, are not sufficient. This study is aimed to examine the influence of the sectional stiffness of U-shaped ribs on the buckling modes and strengths of laminated composite plates. Applying the orthotropic plates with eight layers of the layup [(0°)4]s and [(0°/90°)2]s, 3-dimensional finite element models for the U-rib stiffened plates were setup by using ABAQUS and then a series of eigenvalue analyses were conducted. From the parametric studies, the minimum required ply thicknesses as well as the buckling strengths were presented for the analysis models. The buckling strengths were compared with the theoretical critical stress equation for simply supported plates based on the Classical laminated plate theory. This study will contribute to the future study for evaluating the minimum required stiffness and optimum design of U-rib stiffened plates

이 연구에서는 직교이방성 판의 좌굴 및 직교이방성 판요소로 구성된 구조용 압축재의 국부좌굴에 대한 해석적 연 구를 수행하였다. 섬유보강 폴리머 플라스틱 재료는 높은 비강도 및 비강성, 높은 부식저항성, 경량성 등 강재나 콘 크리트와 비교해서 많은 장점을 가지고 있다. 특히, 펄트루젼 생산 방식은 섬유보강 폴리머 플라스틱 재료의 여러 가지 생산방법 중 구조용 플라스틱 부재를 대량으로 생산하기에 가장 적합한 방법이다. 펄트루젼 생산방식은 부재 의 축을 따라 주요 보강섬유가 배치되기 때문에 이 재료는 직교이방성으로 간주된다. 그러나, 펄트루젼 섬유보강 플라스틱 부재는 낮은 탄성을 갖고 있고 얇은 판요소로 구성되어 있기 때문에 압축하중이 재하될 경우 좌굴이 발 생할 수 있다. 따라서, 이 부재를 설계하는데 안정성은 매우 중요한 문제가 된다. 이 연구에서는 기존의 연구를 따 라서 직교이방성 판 및 직교이방성 판요소로 구성된 압축재의 국부좌굴에 대하여 검토하였으며, 국내에서 생산된 직교이방성 판요소로 구성된 압축재의 국부좌굴강도를 계산하였다.

연성구조물의 일종인 막구조물은 대공간 구조물을 보다 효과적으로 구축할 수 있다. 연성구조물은, 축강성은 강하고 휨강성이 매우 작은 재료를 주 구조재로 사용하므로 초기강성에 매우 약한 구조체이다. 초기강성을 확보하기 위해서는 초기응력의 도입이 필수적이고, 초기강성을 갖기 전에는 불안정현상을 나타내지만, 초기강성의 도입과 함께 안정상태가 된다. 초기 불안정 구조물에 초기강성을 도입함으로써 야기되는 대변형 현상을 파악하기 위해서는 기하학적 비선형을 고려한 형상해석이 요구된다. 본 연구에서는 비선형 해석프로그램인 NASS를 이용하여 해석을 수행한다. 해석모델은 Barrel Vault형 지붕 막구조물을 대상으로 하며, 직교이방성을 고려한 형상해석 및 응력-변형해석을 수행한 후 안정성을 검토한다.

It is often hard to obtain analytical solutions of boundary value problems of shells. Introducing some approximations into the governing equations may allow us to get analytical solutions of boundary value problems. Instead of an analytical procedure, we can apply a numerical method to the governing equations. Since the governing equations of shells of revolution under symmetric load are expressed by ordinary differential equations, a numerical solution of ordinary differential equations is applicable to solve the equations. In this paper, the governing equations of orthotropic spherical shells under symmetric load are derived from the classical theory based on differential geometry, and the analysis is numerically carried out by computer program of Runge-Kutta methods. The numerical results are compared to the solutions of a commercial analysis program, SAP2000, and show good agreement.

The structures with many perforated openings are widely used as a load-carrying element in the fields of civil engineering works, top slab of prestressed concrete reactor vessel, petrochemical industries and the like. Perforated concrete plates are usually thick. Therefore, the effect of transverse shear deformation is not negligible. This paper describes a new analytical method of perforated plates combining both the finite element method for effective elastic constants and the usual method in solving orthotropic plate with transverse shear deformation.

A system of equations is developed for the theory of bending of thick orthotropic elastic plates which takes into account the transverse shear deformability of the plate. This system of equations is of such nature that three boundary conditions can and must be prescribed along the edge of the plate, i.e. ω=0, Mx=0, Mxy=0(ω=O, My=O, Mxy=0) at simple supported edges. It can be obtained general solution that is added complementary solution ωe and paticular solution ωp by an assumption of solution function. In the next paper, this analytical results will be obtained for perforated thick plates.

직교 이방성으로 보강된 평판 구조물 해석을 위한 방법제시가 본 논문의 주요 내용이다 이 방법에서 는 변형된 정적 압축법올 이용하여 직교 이방성으로 보강된 평판 구조물과 동퉁한 강성을 가지는 2차원 그렬리지 구조물을 생성하여 해석에 응용하고 있다. 대표적인 구조물을 선택하여 이론을 적용시켜 해석 을 한 결과 직교 이방성으로 보강된 평판 구조물 해석에는 본 논문의 방법이 매우 효과적임이 입증되었 다.

The vibrations problem of thin orthotropic skew plates of linearly varying thickness is analyzed using the small deflection theory of plates. Using dimensionless oblique coordinates, the deflection surface can be expressed as a polyonmial series satisfying the boundary conditions. For orthotropic plates which is clamped on all the four edges, numerical results for the first two natural frequencies are presented for various combinations of aspect ratio, skew angle and taper parameter. The properties of material used are one directional glass fibre reinforced plastic GFRP. The results obtained may be summarised as follows: 1. In case of the first mode vibration of plates with increase in the skew angle, the natural frequencies of plates decrease. 2. As the aspect ratio decrease, the natural frequencies of plates decrease. 3. For the identical skew angle, natural frequencies of plates increase with the taper parameter of thickness.

강재의 품질향상으로 강교에 있어서 재료자체의 파괴보다는 반복하중에 의한 피로균열 문제가 더욱 중요한 요소가 되었다. 재료의 항복으로 인한 교량의 붕괴 등의 사례는 거의 보고되고 있지 않지만 용접부에 발생하는 피로균열에 대한 사례는 매우 많이 보고되고 있다. 종리브와 횡리브, 데크 플레이트로 구성된 직교이방성 강바닥판의 피로응력은 강바닥판을 구성하는 요소들의 구성 형태 및 물성과 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 Pelikan-Esslinger method와 signed Von-Mises 등가응력 개념을 활용하여 직교이방성 강바닥판의 피로응력을 산정하는 방법을 제시하고, 직교이방성 강바닥판 구성요소들의 구성형태와 물성을 변화시켜 피로응력에 미치는 영향을 분석하였다. 직교이방성 강바닥판의 피로응력과 구성요소의 상관관계 경향을 분석함으로써 설계 및 유지보수 시에 더 효율적인 대안을 찾는데 도움이 될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 이방성 재료로 구성된 파형 관로의 좌굴 거동을 분석하였으며, 좌굴거동에 영향을 미치는 변수로서 파형의 높이와 길이, 암거의 직경과 두께가 고려되었다. 또한 이방성 재료의 특성을 고려하여, 길이방향의 강성과 원주방향의 강성도 함께 좌굴거동에 영향을 미치는 인자로서 고려되었다. 다양한 형상의 파형 관로에 대해 유한요소해석을 수행하여 매개변수연구를 하였으며, 유한요소해석 결과를 바탕으로 이방성 재료로 구성된 파형 관로의 좌굴강도를 추정할 수 있는 간략식을 제안하였다. 해석결과, 파형 관로는 일반적인 평탄한 관로에 비해 우수한 좌굴강도를 보였으며, 제안식 또한 유한요소해석 결과에 근접하는 좌굴강도를 보여주었다.