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전단변형을 고려한 적층복합 T형 보의 휨 및 좌굴해석 KCI 등재

Flexural and Buckling Analyses of Shear-flexible Laminated Composite T-beams

  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/383282
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

본 연구에서는 T형 박벽 보의 휨과 좌굴해석을 위해 직교좌표계에 근거한 전단변형을 고려한 적층복합 보 요소를 제안한다. 1차 전단변형 보 이론을 사용하여 유도된 유한요소는 휨 전단변형 및 뒴 비틀림과 재료 비등방성 성질에 따른 연계성을 고려한다. 전체 포텐셜 에너지 원리를 이용해 지배방정식을 유도하였다. 지배방정식의 해를 구하기 위해 변위법에 근거한 2절점, 3절점, 4절점 요소의 세 가지 보 요소를 제안하였다. 압축력을 받는 T형 보의 기하학적 강성은 좌굴하중을 산정하는 데 사용된다. 제안된 보 요소를 검증하기 위해 처짐과 좌굴 해석을 수행하였으며 ABAQUS 상세 유한요소 해석결과와 비교하였다. 최대 처짐에 대한 파이버 방향성과 높이 대 지간 비율과 대칭 적층복합 보의 임계좌굴하중 영향을 조사하였다.

This paper presents a shear-flexible laminated composite beam element for the flexural and buckling analyses of laminated composite T-beams by adopting an orthogonal Cartesian coordinate system. The proposed beam elements include flexural shear and warping deformation and all coupling terms due to material anisotropy adopting the first-order shear deformation beam theory. A displacement-based one-dimensional finite element model, namely, twonode, three-node, and four-node beam elements is developed to solve the governing equations of thin-walled composite beams. The derived geometric block stiffness of axially loaded composite T-beams is used to compute the critical buckling load of composite beams. The performance of the proposed beam element is tested through the deformation and buckling analyses and the obtained results are compared with the shell finite element results using ABAQUS. The influence of boundary conditions, span-to-height ratio, and web fiber orientation on the maximum displacement and critical buckling load of symmetric angle-ply composite beams is investigated.

목차
Abstract
1. INTRODUCTION
2. VARIATIONAL FORMULATION
3. FINITE ELEMENT FORMULATION
4. NUMERICAL EXAMPLES
    4.1 Static Analysis
    4.2 Axially Loaded Cantilever Beams
5. CONCLUSIONS
REFERENCES
국문초록
저자
  • 김재성(인제대학교 토목공학과) | Kim Jae Sung (Department of Civil Engineering, Inje University)
  • 백성용(인제대학교 토목도시공학부) | Back Sung Yong (School of Civil and Urban Engineering, Inje University) Corresponding author