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박대용,이상열,장석윤,Park, Dae-Yong,Lee, Sang-Youl,Chang, Suk-Yoon 한국복합신소재구조학회 2011 복합신소재구조학회논문집 Vol.2 No.2
본 연구에서는 강재가 맞대기 이음으로 연결될 경우 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 쉬트(sheet)를 맞대기 이음부에 접착할 경우 강재 및 CFRP 쉬트에 발생하는 응력을 해석하였다. CFRP 쉬트로 보강한 경우 접착제의 두께, 강재와의 접착 길이, CFRP 강도 변화를 매개변수로 사용하여 이 매개변수에 변화에 따른 이음부의 응력분포를 분석하였다. 또한 CFRP를 여러 층으로 접착할 경우 각 층의 강도를 다르게 변화시켜 맞대기 이음부에 유리한 응력분포를 나타내는 CFRP의 강도를 제시하였다. 본 연구를 위해 빠른 수렴성을 가지며 왜곡된 요소형상에서도 정확한 응력결과를 보이는 강화변형률장(Enhanced Assumed Strain Field)을 사용한 평면변형률 유한요소에 대한 프로그램을 작성하였다. This paper presents the stress distribution of the damaged butt joint of steel plate using CFRP laminates when the flange in tension zone of steel box girder is welded by butt welding. When CFRP sheets are patched on tension flange of steel-box girder, the stress distribution of a vertical and normal direction on damaged welding part is shown as parameters such as a variation of the thickness of adhesive, the overlap length with steel, and the modulus of elasticity of CFRP sheets. For the study, we wrote the computer program using the EAS(Enhanced assumed strain) finite element method for plane strain that has a very fast convergency and exact stress for distorted shape.
강화변형률 솔리드 요소를 사용한 사각형태 층간분리를 갖는 복합적층판의 탄성좌굴해석
박대용,장석윤,Park, Dae-Yong,Chang, Suk-Yoon 한국복합신소재구조학회 2010 복합신소재구조학회논문집 Vol.1 No.2
복합적층구조의 층간분리현상은 탄성좌굴하중을 감소시키며 설계값보다 낮은 수준에서 전체구조물의 파괴를 유발한다. 따라서 복합적층구조의 층간분리 현상은 매우 중요한 문제이며 많은 이론과 실험적인 연구가 진행되어왔다. 본 연구에서는 3차원 이론을 사용한 효과적인 유한요소법에 기초하여 임베디드된 사각형 층간분리 현상을 갖는 복합적층판의 탄성좌굴 거동을 분석하였다. 해석을 위해 개발된 3차원 유한요소는 EAS-SOLID8이라고 이름 붙여졌으며 강화된 대체 변형률 방법을 사용하였다. 임베디드된 사각형 층간분리를 갖는 복합적층판의 탄성좌굴거동 분석을 위해 경계조건, 폭-두께비 변화에 대하여 매개변수 해석을 수행하였다. 본 연구의 그래프와 좌굴모드는 임베디드된 사각형 층간분리를 갖는 복합적층판의 설계에 매우 유용한 자료가 될 것으로 사료된다. Delamination reduces an elastic buckling load of the laminated composite structures and lead to global structural failure at loads below the design level. Therefore, the problem of the delamination buckling of laminated composite structures has generated significant research interest and has been the subject of many theoretical and experimental investigations. However, questions still remain regarding a complete understanding and details of the phenomena involved. In this paper an efficient finite element model is presented for analyzing the elastic buckling behavior of laminated composite plates with square embedded delamination using a solid element based on a three-dimensional theory. The solid finite element, named by EAS-SOLID8, based on an enhanced assumed strain method is developed. The study for elastic buckling behavior of laminated composite plates with embedded square delaminations are focused on various parameters, such as support condition and width-to-thickness ratio. Both graphs and buckling modes in this paper are good guide for design of the laminated composite plates with embedded square delamination.
박대용,장석윤,Park, Dae Yong,Chang, Suk Yoon 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.5
This paper introduces a new theory, that in a stiffened plate, a steel stiffener could be substituted a composite material in order to prevent from buckling. Changing a steel stiffener into a composite material would not only preclude welding, but could also prevent damage to the material due to fatigue and corrosion.A composite material is assumed to adhere to a steel plate, and is never separated from the plate until the steel plate reaches buckling.Such plate has variable shapes, with different lengths and widths, and also shows an anisotropic material property. LUSAS, a commercial finite element analysis package, was used in the buckling analysis.This paper investigated buckling behavior in anisotropic composite plates with variable parameters. 본 연구에서는 보강판의 좌굴방지를 위해 기존에 주로 사용되는 보강재를 복합재료를 사용하여 대체하는 새로운 개념을 소개한다. 강재 보강재를 복합재료로 대체함으로써 용접의 불편함과 피로 등에 의한 손상 및 부식을 원천적으로 제거할 수 있다. 강판에 접착되는 복합재료는 강판이 좌굴할 때까지 완전히 접착된 것으로 가정하였다. 이렇게 구성되는 판은 길이와 폭 방향으로 변단면의 형태를 가지며 비등방성의 재료특성을 나타낸다. 이러한 비등방성 변단면 판의 좌굴해석을 위해 범용 유한요소 프로그램인 LUSAS를 사용하였으며 여러 가지 매개변수 변화 해석을 통해 비등방성 변단면 판의 좌굴거동 특성을 살펴보았다.
적층된 복합 및 샌드위치 판 구조의 자유진동 해석을 위한 EAS 고체 유한요소
박대용 ( Dae Yong Park ),노명현 ( Myung Hyun Noh ),이상열 ( Sang Youl Lee ) 한국복합신소재구조학회 2012 복합신소재학회논문집 Vol.3 No.3
This study deals with an enhanced assumed strain (EAS) three-dimensional element for free vibration analysis of laminated composite and sandwich structures. The three-dimensional finite element (FE) formulation based on the EAS method for composite structures shows excellence from the standpoints of computational efficiency, especially for distorted element shapes. Using the EAS FE formulation developed for this study, the effects of side-to-thickness ratios, aspect ratios and ply orientations on the natural frequency are studied and compared with the available elasticity solutions and other plate theories. The numerical results obtained are in good agreement with those reported by other investigators. The new approach works well for the numerical experiments tested, especially for complex structures such as sandwich plates with laminated composite faces.
박대용 ( Dae Yong Park ) 한국복합신소재구조학회 2012 복합신소재학회논문집 Vol.3 No.1
사장교의 시공에 있어서 보강형과 주탑의 형상 및 케이블 장력은 형상관리시 주요한 관리 항목이다. 특히 보강형의 형상은 Keg Segment의 원활한 폐합뿐만 아니라 계획된 종단 및 횡단 선형을 구현하기 위해 필수적으로 관리되어야 한다. 사장교에서 단계별 시공을 진행함에 따라 보강형 레벨과 케이블 장력 오차는 피할 수 없으며, 이러한 오차는 크게 재료 물성치와 모델링상의 오차, 제작 및 시공에 의해 발생하는 오차 등으로 나눌 수 있다. 이러한 오차로 인해 케이블의 장력과 구조물의 처짐 또는 변위가 이론적인 해석값과 다르게 나타나며, 이에 대한 보정은 케이블의 길이 조정으로 수행하게 된다. 본 연구에서는 제2돌산대교에서 사용된 오차를 보정하는 새로운 최적화 기법을 소개하고자 한다. During construction of the cable-stayed bridge, not only shape of deck and pylon but also cable forces are main factors for geometry control. Especially, geometry control of deck must be controlled for adjusting design value of vertical and lateral alignment as well as closing of key segment. Also, both the deck level error and cable force error occur necessarily during the construction stage in cable stayed bridge. The errors are caused by different of material properties and computer modeling, and construction mistake, and so on. These causes bring about that the forces of cable and the displacement of deck show different tendency from the theoretical values. Therefore, these errors must necessarily be adjusted and can be improved through adjustment of cable length. In this study, a new optimization tool is proposed to adjust the errors of the second Dolsan cable-stayed bridge.