굽힘 하중을 받는 딤플형 내부구조 금속 샌드위치 판재의 최적설계 = Optimal design of metallic sandwich plates with inner dimpled shell structure subject to bending moment

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금속 샌드위치 판재는 다양한 형태의 내부구조를 가지는 새로운 구조로써 초경량, 고강도, 고강성의 특성 외에 충격에너지 흡수, 단열, 방음, 열교환 등의 고기능성 판재로써의 가능성을 가지고 있다. 대량생산성과 정밀도측면에서 딤플형 내부구조 금속 샌드위치 판재는 다른 내부구조 금속 샌드위치 판재보다 장점을 가지고 있으며 다점 저항용접이나 접착제 접합을 통해 표면판재와 접합되어 제작될 수 있다. 유한요소 해석 결과, 내부구조를 재작할 때 딤플형 내부구조가 컵, 콘, 달걀박스형 내부구조보다는 성형성이 좋아 굽힘 강성을 개선 할 수 있으며 여러 구속 조건에 의해 굽힘 하중에 대하여 최적화되었다. 좁은 빔이론과 SQP-PD 알고리즘으로 최적화하면 표면판재항복, 표면판재좌굴, 내부딤플파손의 경계에서 최적의 설계변수가 존재하며 반구형 딤플이 최적의 내부구조형상이다. 이 결과로부터 파손선도를 작성하고 등강도 선도를 도시하며 최대강도를 가지는 변수조합을 찾을 수 있고 최적의 설계변수를 물성과 목표 강도의 함수로 표기할 수 있다. 굽힘 하중을 받는 샌드위치 판재의 굽힘 거동을 효율적으로 예측하기 위하여 등가형상을 이용한 해석기법을 제안하였으며 그 결과를 이론과 실험의 결과와 비교해보면 10%의 오차범위 내에서 굽힘강성, 강도, 붕괴하중, 에너지 흡수량등을 예측할 수 있었으며 등가형상을 이용하여 붕괴모드와 굽힘 거동을 효율적으로 예측할 수 있다는 것을 알았다. 그리고, 딤플형 내부구조 샌드위치 판재는 붕괴 후 하중을 유지하는 특성을 가지고 있어 유사 샌드위치 판재보다 많 에너지를 흡수할 수 있다.
Advisors
양동열researcherYang, Dong-Yolresearcher
Description
한국과학기술원 : 기계공학전공,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2005
Identifier
249588/325007  / 020033325
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공, 2005.8, [ x, 106 p. ]

Keywords

딤플형 내부구조; 금속 샌드위치 판재; 최적설계; 굽힘 하중; Bending Moment; inner Dimpled Structure; Metallic Sandwich Plates; Optimal Design

URI
http://hdl.handle.net/10203/46116
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=249588&flag=dissertation
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ME-Theses_Master(석사논문)
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