일반기술

복합재료 보강구조물의 구조해석 및 구조설계

복합재료는 구조물의 경량화, 고강도화 및 고효율성 등의 잇점을 이용하여 큰 비강도, 비강성 등이 요구되는 기계구조물에 널리 이용되는 재료로서 항공기, 자동차 등의 수송기계뿐만 아니라, 고속운전이 요구되는 로봇팔 등의 산업기계에도 널리 이용될 수 있는 구조재료이다. 그러나 이들 구조물은 크기, 무게 등의 제한조건에 의해 충분한 구조적 특성을 얻을 수 없어 보강을 필요로 한다. 이들 보강방법중에는 I형, T형, H형 등의 빔요소가 보강재로 이용될 수 있으며, 샌드위치형태나, 혼합적층(Hybrid)방법 등을 이용하여 효과적인 구조특성을 얻을 수 있다. 원통쉘의 경우 보강재를 이용하여 길이방향 및 원주방향으로 보강을 할 수 있으나, 보강 방향에 따라 구조특성이 달라지며, 판의 경우 경계조건이나 형상비에 따라 보강하는 방향은 판의 구조특성을 크게 변화시킬 수 있다. 한편 과도하게 보강을 하면 구조물의 자중은 크게 늘어나며, 이로 인해 제작비가 증가하게 된다. 따라서 이와 같은 경계조건이나 기하형상 등의 영향을 분석하여 구조특성을 찾아 내여 효과적인 보강방법을 찾아야 한다.