조류에 의한 역사적인 유리 외관의 취약성 및 구조적 용량 평가

날짜: 2023년 8월 31일

저자: 키아라 베돈(Chiara Bedon), 마리아 비토리아 산티(Maria Vittoria Santi)

학술 편집자:프란체스코 잠모리

원천: 공학의 수학적 문제, vol. 2022, 기사 ID 6059466, 20페이지, 2022, Hindawi

DOI:https://doi.org/10.1155/2022/6059466

조류 충돌 분석은 비행 단계에서 주요 날개 또는 동체 구성 요소가 충돌하여 심각한 구조적 손상을 초래할 수 있는 항공기 엔지니어링 응용 분야와 특히 관련이 있습니다. 이를 위해 연방 항공 규정에서는 전용 조류 충돌 저항 평가 테스트 및 인증을 요구합니다. 건축 응용 분야에서 유리는 수직 및 수평 하중 지지 구성 요소에도 주로 사용됩니다. 이러한 구조설계 맥락에서는 풍압, 지진하중, 군중과 인체에 의한 충격(즉, 낙하 방지), 심지어는 폭발까지도 큰 관심을 두고 있으며, 조류충돌에 대해서는 전혀 고려하지 않고 있다. 유리에 미치는 영향이 제한적일 것으로 예상되기 때문입니다.

본 논문은 이탈리아 박물관의 일부로 60년대에 건축된 기존 유리 외관의 역동적인 반응을 증거하는 이러한 주제를 조사합니다. 취약성 분석은 현장 기하학적 검사 및 OMA(Operational Modal Analysis) 실험의 예비 기계적 특성화를 기반으로 조류 충돌에 대한 통합 사용의 계산 효율적인 유한 요소(FE) 수치 모델을 사용하여 수행됩니다. 검사된 유리 외관에 대한 국부적인 새 충돌로 인한 국부적 및 전체적 동적 효과는 결합 오일러 라그랑지안(CEL) 방법의 매개변수 수치 분석을 기반으로 논의됩니다.

조류 충돌 분석 및 손상 예측은 동체 구성 요소의 주요 날개 구성 요소가 비행 단계에서 새와의 충돌 가능성을 겪고 항공기 구성 요소에 심각한 구조적 손상을 초래할 수 있는 항공기 엔지니어링 응용 분야와 특히 관련이 있습니다. 이를 위해 FAR(연방 항공 규정)은 전방을 향한 구성 요소에 대한 참조 성능 지표를 제공하고 전용 조류 충돌 저항 평가(일반적으로 인증 테스트 기반)를 요구합니다. 수년 동안 연구는 실험을 지원하거나 대체하는 데 사용할 수 있는 효율적이고 신뢰할 수 있는 유한 요소(FE) 수치 접근법의 평가 및 개발에 중점을 두었으며 항공기 설계 및 기술의 특정 응용 분야에 대해 여러 가지 접근법이 고려되었습니다. [1-4]. 기존 연구 중에서 이러한 유형의 고속 연체 충격에 대한 항공기 부품의 취약성이 지적되었습니다.

건축 응용 분야에서 유리는 수직 및 수평 하중 지지 구성 요소에도 주로 사용됩니다[5]. 특히 외관 적용의 경우 설계자가 일반적인 설계 작업과 심지어 충격에서도 유리 패널의 손상 및 고장을 방지하는 데 도움이 되는 여러 기술 문서와 지침이 요즘 제공됩니다[6]. 건물에 대한 이러한 종류의 구조 설계 상황에서 유리 외관 및 외피에 대한 연구 조사의 주요 관심은 바람 작용[7-9], 지진 하중[10- 14], 군중/인체로 인한 충격[15-20](건물 거주자로부터 떨어지는 잠재적인 위험을 방지해야 하는 경우) 또는 심지어 폭발[21-24] 및 다중 위험[25], 오히려 null 종종 무시할 수 있거나 제한된 충격력 및 유리 구성 요소에 미치는 영향과 관련된 조류 충돌 분석에 대한 고려 사항이 제안되었습니다. 이는 건물에 대한 기존의 일반적인 조치 및 우발적 사건에 대해 특정 계산 접근 방식을 고려하는 대부분의 현대적이고 새로 설계된 구조용 유리 응용 분야에 해당되지만, 기존 유리 구성 요소와 역사적 유리 구성 요소에 대해서도 신중하게 고려해야 합니다. 모든 종류의 하중 지지 능력을 제공하도록 특별히 고안되었지만 비구조적 구성 요소의 형태로만 실현됩니다.