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2011-07-16 [Q&A] 충격하중에 의한 바닥판 손상

작성자 : kim2kie

(2022-10-01)

조회수 : 2328

충격하중에 의한 바닥판 손상에 대해 생각을 해 봤습니다.

바닥판을 간단한 단자유도계로 가정할 수 있다면,
이 경우에 대해 운동방정식을 풀거나, 충격량을 산정하여 변위를 구할 수 있습니다.
(제 책 또는 Chopra책을 참조할 수 있습니다.)

간단한 모델로 가정할 수 없을 경우(즉, FEM 모델을 써야 하는 경우),
다음과 같이 에너지 보존법칙으로 풀어도 될 것 같습니다.

1) 어떤 물체의 운동에너지(Ek, kinetic E) = 1/2*m*V^2
여기서 질량(m=무게/중력가속도=W/g), V=바닥판에 부딪칠 때 속도

2) 어떤 물체의 부딪친 후 위치 에너지(Ep, potential E) = W*u
여기서 u는 바닥판의 변형량

3) 외력에 의해 바닥판에 저장되는 변형에너지(Er, restoring E) = 1/2*k*u^2
여기서 이 변형에너지는 바닥판의 하중-변형선도의 면적에 해당합니다.

4) 에너지 보존 법칙을 이용하면,
Ek + Ep = Es
즉,
1/2*m*V^2 + W*u = 1/2*k*u^2

반복계산 또는 1번의 근사계산에 의해 발생하는 변형 등을 포함한 충격에 의한
바닥판의 거동을 구할 수 있습니다.