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합응력 등가를 이용한 복합재료 적층평판 9절점 유한요소 모델의 열-기계응력 후처리기법Thermo-Mechanical Stress Improvement of Laminated Composite Plates Using a Nine-Noded Finite Element via Saint-Venant’s Principle

Authors
정용민김준식
Issue Date
Dec-2020
Publisher
대한기계학회
Keywords
유한요소 해석; 복합재료 적층평판; 합응력; 생브낭의 원리; Finite Element Analysis; Laminated Composite Plates; Stress Resultant; Saint-Venant’s Principle
Citation
대한기계학회논문집 A, v.44, no.12, pp.959 - 969
Journal Title
대한기계학회논문집 A
Volume
44
Number
12
Start Page
959
End Page
969
URI
https://scholarworks.bwise.kr/kumoh/handle/2020.sw.kumoh/18518
ISSN
1226-4873
Abstract
생브낭의 원리는 보와 같은 1차원 구조물에 대한 합응력 등가의 원리이다. 이 원리에 따르면, 하중이 작용하는 영역에서의 응력분포는 서로 다르지만 축력, 모멘트 등과 같은 합응력은 서로 동일하다는 것이다. 본 논문에서는 일차전단변형이론에 기초하여 9절점 유한요소 모델의 열-기계응력을 후처리하기 위해 생브낭의 원리를 적용하였다. 변위장에 두께방향의 워핑을 고려하기 위한 워핑함수와 응력평형을 보정하기 위한 섭동항이 포함된다. 워핑함수의 경우 3차원 응력평형방정식을 통해 계산되며, 섭동항은 합응력 등가를 통해 계산된다. 이를 바탕으로 개선된 변위 및 응력을 계산할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 후처리기법의 정확성을 검증하기 위해 열·기계 하중 하의 단순지지 적층평판에 대해 3차원 탄성해와 그 결과를 비교 분석하였다.
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