축대칭 하중을 받는 탄소나노튜브의 설계

소개

저자 : Carl T. Herakovich
Mechanics of Fibrous composites 의 내용중 단층튜브의 해석을 통해 적층튜브의 해석을 하는 과정을 설명한것입니다. 한달동안 100% 본인이 작성하였으며 교재 번역 및 mathmatica를 이용한 솔루션은 메일로 문의바랍니다.

목차

요 약
Chapter 1. 단층튜브 해석
Chapter2. 복합체튜브( Laminated Tube)

본문내용

요 약

위성체 조립품에 들어갈 복합체 재료는 위성체 재료선택의 조건 고강성, 경량화, 열 변형 최소화라는 조건에 맞게 설계되어져야 한다. 단 하나의 부품일지라도 변형이 크게 일어난다면 전체 조립품의 강성을 크게 떨어뜨릴 것이다. 이에 위성체에 들어갈 복합체재료의 거동을 해석함으로서 변형을 최소화 할 수 있는 설계의 기반을 마련할 필요가 있어 이 보고서를 작성하게 되었다. 이 보고서에는 N개의 층을 따라 일정하고 축 대칭인 복합체튜브를 고려함 으로서 문제를 해결할 것이다. Carl T. Herakovich의 Mechanics of Fibrous composites의 내용 중 일부를 발췌하였으며 최흥섭 박사의 인하대 최적설계강의 자료를 인용하였다. 본 자료는 요구되는 강도에 맞는 복합체재료 설계의 참조자료로서 활용될 수 있다. 특히 설계시 미세한 변형을 고려한 치수공차의 정도와 섬유의 적층 수, 각도에 도움을 줄 것이다

Chapter 1. 단층튜브 해석
겹겹이 섬유가 적층된 튜브의 해석에 앞서 단층섬유복합체 튜브를 고려하여 이것에 대한 해석을 적층튜브로 확대한다. 이 단층튜브의 해석은 축 대칭적으로 열적하중을 받고 homogeneous, monoclinic한 층으로 만들어진 길고 끝이 개방된 적층 원형튜브로의 해석으로 확대 가능하다. 튜브의 층간 접착은 완벽하다고 가정하며 튜브 안쪽으로부터 층의 개수를 센다. 튜브의 내경을 RI 외경을 R0 라고 정한다. 여러가지 조건을 이용해 변수를 제거해 가면서 설계 시 필요한 축력이나 변형율, 토크 등을 구한다.
1.1 원통 좌표계 에서의 변형
원통좌표는 튜브의 축을 따라 x라고 하고 반지름방향을r, x축과 r축의 θ만큼의 축을 θ축이라 하면 변형표현식은 축변위u(x,θ,r), 접선변위ν(x,θ,r) 그리고
반경변위 w(x,θ,r)로서 표현할 수 있다.

참고자료

· 없음