복합재 지주를 적용한 가드레일 구조체의 비선형 유한요소 충돌 해석
Nonlinear Finite Element Crash Analysis of Guardrail Structures Using Supports Made of Composite Materials
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초록
본 연구에서는 복합소재를 적용한 가드레일 구조체에 대하여 비선형 유한요소 충돌해석을 수행하였다. 충돌에 대한 영향에 저항하기 위하여 [0/90/90/0]으로 적층된 Boron 계열의 보강섬유가 함침된 복합소재를 적용하였다. 또한, 지반-구조물 상호작용 모델을 적용하여 가드레일 구조체의 충돌 시 적합한 지반의 물리적 상수를도출하였다. 특히, 가드레일의 복잡한 충돌 메커니즘을 다양한 변수 해석을 통하여 규명하였다. 변수 해석은 복합소재 지주의 두께변화와 이에 대한 충돌 성능의 영향에 초점을 두었다. 다양한 변수에 대한 해석 결과는 기존 강재를 사용한 결과와 비교하여 검증하였다.
Abstract
This study performed a nonlinear finite element crash analysis of guardrail structures using supports made of composite materials. In this study, we used a new [0/90/90/0] laminated Boron fiber composite for resisting the crash effects. Based on the improved ground-structure interaction model, appropriate ground properties to the support were determined. In particular, the complex crash mechanism of guardrails was studied using various parameters. The parametric studies are focused on the various effects of car crash on the structural performance and thickness of supports. The numerical results for various parameters are verified by comparing those using existing steel materials.
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