In this study, a closed-form analysis has been developed for the transverse shear behavior of thin-walled composite beams with closed cross-sections. The shear flow distributions and cross-section stiffness coefficients are derived analytically by using a mixed beam approach. The theory has been applied to single-celled composite box-beams with elastic couplings. The location of the shear center and the effect of transverse shear deformation on the static behavior of composite beams are investigated in the framework of the analysis. The present results are validated against those of a two-dimensional finite element analysis and a good correlation has been obtained for box-beam cases considered in this study.

본 연구에서는 폐쇄형 단면을 갖는 박판 복합재료 보의 정밀 1차원 보 해석모델을 개발하였다. 혼합보 이론을 이용하여 복합재료 보에 대한 전단 흐름 분포 및 단면 강성 행렬에 대한 엄밀해 표현식을 유도하였다. 이를 단일 세포 상자형 단면을 갖는 복합재료 보에 적용하여 상자형 보의 단면 강성행렬에 대한 엄밀해 표현식을 얻었다. 상자형 복합재료 보의 전단 중심을 계산하였으며, 전단 변형 효과가 폐쇄형 단면 보의 정적 거동에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다. MSC/Nastran을 이용한 유한요소 해석을 통하여 본 연구의 타당성을 보였다.

Keywords: thin-walled composite beam, transverse shear deformation, mixed method, shear flow, shear center

Keywords: 박판 복합재료 보, 횡 전단 변형, 혼합법, 전단 흐름, 전단 중심