본 연구에서는 샌드위치 패널 구성 요소인 면재와 심재를 변화시켜 4종류의 샌드위치 패널을 제작하였다. 그리고 제작된 샌드위치 패널의 기계적 특성과 철도차량 개발시 중요한 요인으로 작용하는 음향투과 특성 그리고 화재에서의 안정성을 확인하기 위하여 난연특성 실험을 통하여 샌드위치 패널의 특성을 검토하고자 하였다. 샌드위치 패널의 기계적 특성은 알루미늄 면재 + 알루미늄 하니컴 심재로 구성된 샌드위치 패널이 면방향 인장강도와 변방향 압축강도 특성에서 우수하며 알루미늄 면재 + 노멕스 하니컴 심재로 구성된 샌드위치 패널은 면방향 압축강도와 굽힘 강도가 우수한 것으로 확인되었다. 알루미늄 면재 + PMI 포옴 심재로 구성된 샌드위치 패널은 심재의 전단강도 및 면재의 굽힙강도가 우수하였다. 난연성 시험에서는 phenol 수지 면재와 2종의 외국 면재는 모든 시험 결과에서 유사한 견과를 확인하였다.
Single sound absorbers such as porous materials, panels, and Helmholts resonators have limited performance with some extents of frequency region. For example, porous materials do not attenuate low frequency sounds, while panels do not absorb high frequency sounds. Composite absorption structure with coverings, porous materials, and air gaps are an alternative for wide band sound absorption. Slits, panels, perforated panels are those materials for coverings, glass wool, mineral wool, polyester, and polyurethane are frequently used porous materials. Air gap between the porous material and background surface is one of major factors which governs the absorption characteristics of composite absorption structures, especially in the low frequency area. Calculations and measurements show that the absorption coefficients of composite absorption structure, in mid and low frequency bands, are getting higher with increased air gaps. Perforated panels rather than slits and panels are good coverings with higher number as far as absorption coefficient is concerned. Perforated panels with porous materials and 37 cm of air gaps in background have high absorption coefficients for all frequency bands, above 0.7 to 1.0. All measurements are performed in reverberation chamber, Mokpo National University, according to ISO 354 and ISO 3382.
본 연구에서는 보강판의 좌굴방지를 위해 기존에 주로 사용되는 보강재를 복합재료를 사용하여 대체하는 새로운 개념을 소개한다. 강재 보강재를 복합재료로 대체함으로써 용접의 불편함과 피로 등에 의한 손상 및 부식을 원천적으로 제거할 수 있다. 강판에 접착되는 복합재료는 강판이 좌굴할 때까지 완전히 접착된 것으로 가정하였다. 이렇게 구성되는 판은 길이와 폭 방향으로 변단면의 형태를 가지며 비등방성의 재료특성을 나타낸다. 이러한 비등방성 변단면 판의 좌굴해석을 위해 범용 유한요소 프로그램인 LUSAS를 사용하였으며 여러 가지 매개변수 변화 해석을 통해 비등방성 변단면 판의 좌굴거동 특성을 살펴보았다.
A research for development of composite body panel is in progress for lightening tare. Low specific weight LPMC (Low pressure molding compound) has advantages such as lightweight and resistance to dent and corrosion. In this study, tensile, bending and impact tests for the LPMC and SPRC35 (High tension steel plate) were carried out and compared. Although mechanical properties of SPRC35 are better than the LPMC, the LPMC satisfies basic requirements for car body panel. The high temperature exposed LPMC were degraded due to fiber-matrix debonding and deterioration of resin.
The aluminum composite panel are widely used for the external materials of high rise building because of well insulation of heat and sound and improved Constructability. However, the polyethylene in main material of the aluminum composite panel shows weakness in thermal and fire resistances. For this reason, flame is spread more quickly when the fire break out. Therefore, the potentiality of fire spread to the exterior wall is high due to difficulty of early extinguishment and effect of external air. In this study, numerical investigation was performed by using FDS program for flame spread characteristics with various external air velocity and direction in ten-story building with the aluminum composite external materials. As a result, the flame spread velocity is 0.134m/s and it takes 224 seconds for flames to spread to the 10th floor without external air velocity. however, the flame spread velocity decreases 40% and it takes 348 seconds for flames to spread to the 10th floor when external air velocity is 2.5 m/s. and air direction is little effect compared to air velocity.
유기단열재를 사용한 샌드위치패널(복합자재) 건축물 화재는 소화가 어려우며, 가연성 심재를 통한 빠른 화재 확산으로 화재 시 피해가 크다. 샌드위치패널은 양면이 불연재로 되어있고, 불연재 사이에 심재인 단열재로 이루어져 있다. 단열재는 유기단열재와 무기단열재가 사용되고 있으며, 유기단열재가 무기단열재에 비하여 약 80% 이상 사용되고 있다. 유기단열재는 무기단열재에 비하여 경제적인 장점이 있지만 화재에 취약하다는 단점을 가지고 있기 때문에 샌드위치패널 화재 시 일반화재에 비하여 피해가 크다. 가스유해성시험의 경우 복합자재의 심재 위험성을 측정하기 위해 패널에 지름 25 mm 크기 3개의 원형 천공을 하여 시험하지만 콘칼로리미터 시험은 샌드위치패널 형태 그대로 시험을 진행한다. 본 연구에서는 KS F ISO 5660-1 콘칼로리미터 시험에서 복합자재의 경우 불연재인 표면에 가열한 경우와 천공을 통한 심재 노출 시험 및 심재에 직접가열 시 발생하는 화재의 위험성을 측정하였다. 시험에 사용된 유기단열재는 일반 EPS와 난연 EPS를 사용하였으며, 시험체 구성은 샌드위치패널, 천공된 샌드위치 패널, 심재의 3가지 형태로 시험을 진행하였다. 본 연구의 목적은 콘칼로리미터 시험 시 복합자재 심재의 화재 위험성을 평가하는 방안을 제시하고자 하였다.
The piezoelectric thin film sensor can be used to interpret variations in structural and material properties, e.g. for structural integrity monitoring and assessment. To illustrate one of this potential benefit, PVDF film sensors are used for monitoring impact damage initiation in Gr/Ep composite panel. Both PVDF film sensors and strain gages are surface mounted to the Gr/Ep specimens. A series of impact test at various impact energy by changing impact mass and height is performed on the instrumented drop weight impact tester. The sensor responses are carefully examined to predict the onset of impact damage such as matrix cracking, delamination, and fiber breakage, etc. Test results show that the particular waveforms of sensor signals implying the damage initiation and development are detected above the damage initiation impact energy. As expected, the PVDF film sensor is found to be more sensitive to impact damage initiation event than the strain gage.
Owing to its special features of light weight, high durability, corrosion-resistant, composite material used in civil infrastructure can not only solve fundamental problems of deterioration and corrosion, but also reduce both construction and maintenance cost significantly. Composite deck panels of 스냅핏 type connection previously designed and fabricated have been redesigned herein. The sensitivity of gaps between snap-fits and tip angles was investigated. Stacking sequence of plies was scrutinized in order to facilitate pultrusion process. Deck panels of redesigned configuration due to bending has been analyzed. A comparison between the preliminary and modified deck design has been made.
Free vibration analysis of super-elliptical composite thin plates was investigated. Plate is formed by symmetrical quasi-isotropic laminates. Rayleigh-Ritz method was used for parametric analysis based on the governing differential equations of Classical Laminated Plate Theory (CLPT). Simply supported and clamped boundary conditions at the periphery of plates were considered. Parametric study was performed for the effect of different lamination type, aspect ratio, thickness and super-elliptical power on natural frequencies. Convergence study and validation of isotropic case were achieved. A number of design parameters like different dimensions, structure systems, panel sizes, panel thicknesses, lamination sequences, boundary conditions and loading conditions must be considered in the production of composite ships. The number of possible combinations practically may be so high that a parametric study should be carried out in order to determine the optimum design parameters rapidly during the preliminary design stage. The use of Rayleigh-Ritz method could make this parametric study possible. Thereby it might be decreasing the consumption of time, material and labor. Certain results for some different super-elliptical powers presented in tabulated form in Appendix for designers as well.
본 연구에서는 이전에 구조시험[3]을 실시하였던 압축하중을 받는 샌드위치 패널 시편에 대한 구조 해석을 수행하였다. 구조 해석을 위해 세 가지 방식의 유한요소 모델링을 고려하였으며, 각각의 유한요소 모델을 이용해 선형좌굴해석과 비선형해석을 수행하였다. 이를 통해, 복합재 샌드위치 패널의 압축 좌굴 하중의 정확한 예측을 위해서는 면재는 쉘요소로 심재는 솔리드 요소로 모델링하는 것이 적절함을 확인하였다. 이것은 전체 샌드위치를 쉘요소로 하는 경우, 심재의 국부적인 crushing 효과와 심재의 전단 강성의 영향을 고려할 수 없기 때문이다. 만일 샌드위치 패널이 좌굴 하중 보다 면재의 재료 파손이 더 취약한 경우, 면재의 재료 파손 하중 및 파손 위치의 정확한 예측을 위해서는 샌드위치를 두께 방향으로 한 개의 쉘 요소로 모델링 하는 것이 적절하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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