Buckling Sensitivity of Laminated Composite Pipes Under External Uniform Pressure Considering Ply Angle

등분포하중을 받는 복합재료 관로의 적층각 변화에 따른 좌굴 민감도 분석

  • Received : 2006.06.19
  • Published : 2007.05.30

Abstract

The buckling behavior of a fiber reinforced plastic pipe was researched. When a cylindrical structure is made of isotropic material, it shows two dimensional buckled shape which has same deformed section along the longitudinal direction. But an anisotropic cylindrical structure shows three dimensional buckled shape which has different deformed section along the longitudinal direction. Because the modulus of elasticity is varied in a certain direction when ply angles are changed, the strength of a pipe are changed as ply angles are changed. In this study, the limitation of two dimensional and three dimensional buckling mode was investigated and the buckling strength of a laminated composite pipe was evaluated.

본 연구에서는 등분포 하중을 받는 섬유 보강 복합재료 관의 좌굴 거동을 분석하였다. 등방성의 원통형 구조물의 경우, 좌굴 형상은 단면만 변형할 뿐 길이방향으로의 단면 형상은 일정한 2차원 좌굴이 발생하나, 섬유 보강 복합재료와 같은 이방성 재료로 구성된 원통형 구조물의 경우에는 길이 방향으로 단면의 형상이 변화하는 3차원 좌굴이 발생하게 된다, 또한 적층 구조물에서는 적층각의 변화에 따라 각 방향에 따른 재료의 강도가 변화하므로, 적층각의 변화는 구조물의 강도를 변화시킨다. 본 연구에서는 원통형 적층 구조물의 2차원 좌굴과 3차원 좌굴의 경계를 조사하고, 적층각 변화에 따른 섬유 보강 복합재료 관의 좌굴 강도를 평가하였다.

Keywords

References

  1. Marston, "The Theory of External Loads on Closed Conduits", Bulletin No. 96, Iowa ENG., 1930.
  2. Watkins, "Structural Mechanics of Buried Pipes", Utah UNI, UT 84322., 1993.
  3. Spangler, "Underground Conduits Transaction" ASCE, Vol. 113., 1948.
  4. Tennyson RC., "Buckling of laminated composite cylinders", Composites, Vol. 1, 1975, pp.17-24.
  5. Simitses GJ, Shaw D, Sheinman I., "Stability of imperfect laminated cylinders: a comparison between theory and experiment", AIAA Journal, vol. 23, 1985, pp.1086-1092. https://doi.org/10.2514/3.9041
  6. Dutta PK, Hui D. "Creep study of FRP composite rebars for concrete", Proceedings of ICCM-11, Gold Coast, Au
  7. S. P. Timoshenko and James M. Gere, "Theory of Elastic Stability", 2nd Ed., McGraw-Hill, Inc., 1961.