다양한 경계조건에서 부분 분포 하중을 받는 이방성 사각평판 해석
Analysis for A Partial Distribution Loaded Orthotropic Rectangular Plate with Various Boundary Condition
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초록
이 연구는 이방성 평판의 휨 해석을 위한 지배방정식을 유도하고 다양한 경계조건을 갖는 평판의 정확한 풀이과정을 제시하였다. 이 해법은 삼각급수를 이용하여 미분 방정식을 대수학적 방정식으로 변환시키는 전통적인 Navier와 Levy의 방법을 따랐다. Levy의 방법을 이용해해를 구하려면 평판의 마주보는 두 끝단이 단순지지단인 경우에만 가능하다. Navier의 방법은 사각평판의 네 끝단이 모두 단순지지단 이어야 한다. 본 연구는 Navier와 Levy해법이 갖는 경계조건 한계를 극복하였다. 이 해법은 평판 네 끝단의 경계조건이 단순지지단과 고정단의 어떤 조합이라도적용될 수 있다. 하중조건도 분포하중, 부분하중 그리고 선하중에 대해 적용할 수 있다. 이 해법의 장점은 Navier와 Levy해법이 갖는 경계조건 한계를 극복하였을 뿐만 아니라 정확한 해를 구할 수 있다. 비대칭 경계조건을 갖는 이방성평판에 대하여 이 해법을 이용한 계산결과를 나타냈다. 또한Navier해법과 Levy해법 그리고 Szilard의 계산결과와 비교를 보여주었는데 계산된 처짐량이 잘 일치한다.
Abstract
In this study, a governing differential equation for the bending problem of orthotropic rectangular plate is drived. It's exact solution forvarious boundary conditions is presented. This solution follows traditional method like Navier's solution or Levy's solution that transforms the governingdifferential equation into an algebraic equation by using trigonometric series. To obtain a solution by Levy's method, it is required that two oppositeedges of the plate be simply supported. And the boundary conditions, for which the Navier's method is applicable, are simply supported edge at alledges. In this study, it overcomes the limitations of the previous Navier's and Levy's methods.This solution is applicable for any combination of boundaryconditions with simply supported edge and clamped edge in x, y direction. The plate could be subjected to uniform, partially uniform, and line loads. The advantage of the solution is that it is the exact solution as well as it overcomes the limitations of the previous Navier's and Levy's methods. Calculationsare presented for orthotropic plates with nonsymmetric boundary conditions. Comparisons between the result of this paper and the result of Navier,Levy and Szilard solutions are made for the isotropic plates. The deflections were in excellent agreement.
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