면내 압축을 받는 폐단면리브로 보강된 곡판의 곡률에 따른 국부좌굴 거동 특성

Local Buckling Charateristics According to the Curvature of Curved Panels Stiffened with U-Ribs Under In-plane Compression

본 논문에서는 등방성 재료를 갖는 곡판의 국부좌굴강도에 대한 폐단면 리브의 효과를 평가하고자 수치해석적 변수연구를 수행하였다. 범용 구조해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 폐단면 리브로 보강된 곡판에 대한 3차원 유한요소해석 모델링과 고유치해석을 수행하였으며, 곡판의 두께 및 곡률반경에 따른 변수해석을 실시하였다. 변수해석 결과로부터 폐단면 리브로 보강된 곡판의 좌굴강도는 곡률반경이 작을수록 증가되는 것을 알 수 있었다. 또한 적정 휨강성을 가진 폐단면 리브를 적용하면 곡판에서도 폐단면 리브 사이 간격을 유효폭으로 하는 국부좌굴모드가 지배하는 특성을 확인하였다. 따라서, 폐단면 리브로 보강된 곡판의 면내 압축에 대한 국부좌굴강도는 폐단면 리브 사이의 간격을 유효폭으로써 적용하고 폐단면 리브의 단면회전강성에 의한 효과와 곡률형상에 관한 영향을 고려하면 합리적으로 평가할 수 있을 것으로 파악되었다.

In this paper, a numerical study was performed in a curved panel to evaluate the effect of the closed section ribs on the local buckling strength of the isotropic material. This study performed a 3-D finite element modeling and eigenvalue analysis to the curved panel stiffened by closed section ribs using a general structural analysis program ABAQUS, and the numerical analyses were conducted with varying thickness and radius of curvature. The parametric analysis result showed that as the radius of curvature decreases, the buckling strength of the curved panels increases. In addition, the result showed that the dominant failure mode of the curved panel should be a local plate buckling in the effective width between the stiffeners when closed-section ribs hold a sufficient bending stiff-ness. Therefore, the local buckling strength of the curved panel stiffened by closed-section ribs under in-plane axial compression could be rationally evaluated by applying the spacing between the closed-section ribs as the effective width and by simultaneously taking into consideration the influence due to the U-ribs' rotational stiffness and the radius of curvature of curved panels.