점탄성-복합재 박판 블레이드 구조물의 진동 해석

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 복합재 테일러링과 점탄성 재료 사용의 두 가지 기법을 구조물에 적용함으로써 향상된 외팔 블레이드 구조물의 모델링 및 동적 해석에 대해서 다룬다.구조물의 테일러링은 진보된 복합재의 방향성에 관련한 물성치를 사용하는데 반해,수동 기술은 기본층의 빔 위에 점탄성 재료를 덧붙이고 구속층으로 구속하여 발생하는 댐핑 효과를 이용한다.
구조물은 복합재 얇은 박판보형태로 모델링 되었으며, 횡방향 전단변형, 와핑, 재료의 이방성, 회전 관성과 같은 비고전적인 특성들을 고려하였다. 구속층으로 구속된 점탄성 재료가 구조물에 전체적으로 깔려있는 경우와 패치 형태로 된 모델을 고려하였다. 그리고 제어 효율측면에서 패치의 위치와 크기의 영향에 관련하여 서술하였다. 시뮬레이션 결과는 시간의 종속적인 외력을 받는 박판 구조물의 진동 응답을 개선하는데 사용된 두 가지 기법 즉, 테일러링과 댐핑 기법 적용은 구조물의 동특성을 효율적으로 제어할 수 있음을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper concerns the analytical modeling and dynamic analysis of advanced cantilevered blade structure implemented by a dual approach based on structural tailoring and viscoelastic materials technology. Whereas structural tailoring uses the directionality properties of advanced composite materials, the passive materials technology exploits the damping capabilities of viscoelastic material(VEM) added to the host structure. The structure is modeled as a composite thin-walled beam incorporating a number of nonclassical features such as transverse shear, warping inhibition, anisotropy of constituent materials, and rotary inertias. The cases of the constrained VEM spreaded over the entire span of the structure or in the form of a patch are considered, and issues related to the influence of patch location and size on the control efficiency are discussed. The displayed numerical results provide a comprehensive picture of the synergisitic implications of the application of both techniques, namely, the tailoring and damping technology on vibration response of thin-walled beam structure exposed to external time-dependent excitations.

목차 (Table of Contents)

• Abstract = 1
• Contents = 2
• List of Figures = 3
• List of Tables = 6
• Nomenclature = 7
• 1. Introduction = 11
• 2. Formulation of the Composite-VEM Thin-Walled Beam = 13
• 2.1 Basic Assumptions and Kinematics of The System Modeling = 13
• 2.2 Golla-Hughes-McTavish Damping Modeling = 17
• 2.3 Hamilton's Principle and Assumed Modes Method = 20
• 3. Optimization Placement and Sizing of VEM = 27
• 4. Numerical Simulations = 28
• 5. Conclusions = 30
• References = 31
• Appendix A = 51
• Appendix B = 53
• Appendix C = 54
• 국문초록 = 55