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복합신소재 적층판 구조물의 고유진동수에 대한 하중분포의 영향
한봉구,김덕현,이희철 한국복합신소재구조학회 2013 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2013 No.04
In this paper, the relation between the applied load distribution and the natural frequency of vibration of some structural elements is presented. In this paper, the effects of the loading sizes on the natural frequency of vibration of some structural elements is presented. Many junior engineers get confused on such relations. This method extended to two dimensional problems including advanced composite laminated structures. It is hoped that this paper gives some guideline to such junior engineers.
복합적층판 이론에 의한 2차원 상판 구조물의 정확하고 간단한 해석
한봉구,방배산 한국복합신소재구조학회 2011 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2011 No.04
대부분의 건설기술자들은 강판형교나 콘크리트 교량을 단위 폭을 가진 보로 해석 하나 이러한 구조물은 엄연히 복합재료로 이루어진 판(plate) 구조이다. 이러한 구조물은 균등단면에 등분포하중을 받고 4변 단순 지지된 경우가 아니면 정확한 해석이 불가능하다. 복합 재료의 이론은 일반 기술자들이 이해하기 힘드나. 본 논문에서는 이러한 문제를 비교적 쉽게 정확히 해석하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 3경간 연속 판 교량과 포스트텐션된 강교에 대한 수치해석을 수행하였다.
한봉구,김덕현,최종민 한국복합신소재구조학회 2013 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2013 No.04
Almost all buildings and infrastructures made of advanced composite materials are fabricated without proper design. Unlike airplanes or automobiles, prototype test is impossible. One cannot destroy 10 story buildings or 100-meter long span bridges. People try to build 100-story buildings or several thousand meter long span bridges. In order to realize "composites in construction", the following subjects must be studied in detail, for his design. Concept optimization, Simple method of analysis, Folded plate theory, Size effects in failure, and Critical natural frequency. Unlike the design procedure with conventional materials, his design should include material design, selection of manufacturing methods, and quality control methods, in addition to the fabrication method. In this paper, concept optimization and folded plate theory are presented for practicing engineers.
한봉구,김덕현,김동우 한국복합신소재구조학회 2013 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2013 No.04
The special orthotropic plate theory is used for analysis of panels made of plate girders and cross beams. The cross-sections of cross-beams are WF types. The result is compared with that of the beam theory. According to the numerical examination given in this paper, the result by the plate theory is 2.43 times stiffer than that of beam theory.
치수효과를 고려한 특별직교이방성 샌드위치 슬래브교량의 파괴강도해석
한봉구,이용호,Han, Bong Koo,Lee, Yong Ho 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.3
복합재료는 건설공학 분야의 해석, 설계, 제작, 건설, 품질 제어 등에서 경제적이고 효율적인 재료로 사용될 수 있다. 많은 교량 구조물중 거더, 가로보로 이루어진 콘크리트 상판은 특별직교이방성판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면 혹은 불규칙한 단면을 갖는 시스템은 해석적인 해를 구하기가 매우 어렵다. 이러한 문제에 대한 해석을 위해서 유한차분법이 이용되었다. 본 논문에서는 인장강도 감소율을 적용하여 파괴강도 해석을 수행하였다. 또한 이러한 경우에 대한 수치해석을 수행하였다. 응력영역에 대한 Tasi-Wu의 파괴기준을 적용하였다. In civil engineering applications, the establishment of standards and procedures for analysis, design, fabrication, construction, and quality control are essential in facilitating the economic and efficient use of composite materials. Many bridge systems, including girders. cross beams, and concrete decks, function as specially orthotropic plates. in general, the analytical solution for such complex systems is very difficult to achieve. Thus, the finite difference method is used for the analysis of the problem. The rate of tensile strength reduction due to increased size is considered. Strength reduction is necessary to ensure the safe design of building structures. This paper suggests the use of a strength-failure analysis procedure using the reduced tensile strength. A numerical study is conducted for different cases. The Tasi-Wu failure criterion for stress space is also used.
적층판 해석시 형상비 증가에 따른 종방향 모멘트의 무시효과
한봉구,김덕현,Han, Bong Koo,Kim, Duk Hyun 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.1
건설관련 설계기술자들에게는 첨단 복합재료구조에 대한 이론이 너무 어려워서 간단하면서도 쉽게 적용할 수 있는 정확한 방법을 필요로 하고 있다. 몇 가지 섬유 배향각을 가진 적층판은 층수가 증가하면 D16, B16, D26 및 B26 강성이 감소하게 되어 특별직교이방성 판처럼 거동함을 밝히고, 간단한 공식들을 개발하여 발표한 바 있다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정시에 대한 종방향 모멘트항(Mx)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에는 이러한 문제들에 대한 연구 결과를 제시하였다. Theories for advanced composite structures are too difficult for such design engineers for construction and some simple but accurate enough methods are necessary. The senior author has reported that some laminate orientations have decreasing values of $D_{16}$, $B_{16}$, $D_{26}$ and $B_{26}$ stiffnesses as the ply number increases. For such plates the fiber orientations given above behave as specially orthotropic plates and simple formulas developed by the senior author. Most of the bidge and building slabs on girders have large aspect ratios For such cases frurther simplification is possible by neglecting the effect of the longitudinal moment terms(Mx) on the relevant partial differential equationsof equilibrium In this paper, the result of the study on the subject problem is presented.
한봉구,김덕현,Han, Bong Koo,Kim, Duk Hyun 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.1
본 연구에서는 거더와 가로보로 이루어진 패널을 특별 직교 이방성 판이론을 응용하여 해석하였다. 거더와 가로보는 H 형단면을 사용하였으며, 임의의 단면과 지점을 갖고 임의의 하중을 받는 보다 탑의 진동해석 방법이 발표된 바가 있다. 본 논문에서는 특별 직교 이방성 판이론을 강교량에 응용하였으며, 해석한결과를 제시하였다. 이러한 진동 해석을 위하여 처짐의 영향을 고려한 다양한 방법이 검토되었다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 유한차분법을 사용하였다. 고유진동수에 대한 $D_{22}$ 탄성계수의 영향을 철저히 검토하였다. 본 연구에서는 제시한 판이론을 수치해석을 해본 결과 빔이론 보다 강성이 2.43배인 것을 알 수 있었다. The specially orthotropic plate theory is used for analysis of panels made of girders and cross-beams. The cross-sections of both girders and cross-beams ar H-type. A method of calculating natural frequencies corresponding to the modes of vibration of beams and tower structures with irregular cross sections and arbitrary boundary conditions was developed. The results of application of this method to steel bridge by using specially orthotropic plate theory is presented. The result is compared with that of the beam theory. Finite difference method is used for this purpose. The influence of the $D_{22}$ stiffiness on the natural frequency is rigorously investigated. According to numerical examination given in this paper the result by the plate theory is 2.43 times stiffer than of beam theory.
한봉구,장재창 한국복합신소재구조학회 2018 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2018 No.04
In this paper, the result of application of this simple method of vibration analysis developed by the author, to the special orthotropic plates with variable cross-section, and with a pair of opposite edges simple supported and the other pair of opposite edges free is presented. This problem represents the simple-supported single span bridge system without effective longitudinal edge beams. The effect of concentrated point mass/masses is also studied.