• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제9권5호
• /
• pp.377-400
• /
• 2022

The aim of this work is a numerical comparison (FEM) between lattice pyramidal-core panel and honeycomb core panel for different core thicknesses. By evaluating the mid-span deflection, the shear rigidity and the shear modulus for both core types and different core thicknesses, it is possible to define which core type has got the best mechanical behaviour for each thickness and the evolution of that behaviour as far as the thickness increases. Since a specific base geometry has been used for the lattice pyramidal core, the comparison gives us the opportunity to investigate the unit cell strut angle giving the higher mechanical properties. The presented work considers a detailed FEM modelling of a standard 3-point bending test (ASTM C393/C393M Standard Practice). Detailed FEM modelling addresses to detailed discretization of cores by means of beam elements for lattice core and shell elements for honeycomb core. Facings, instead, have been modelled by using shell elements for both sandwich panels. On lattice core structure, elements of core and facings are directly connected, to better simulate the additive manufacturing process. Otherwise, an MPC-based constraint between facings and core has been used for honeycomb core structure. Both sandwich panels are entirely built of Aluminium alloy. Prior to compare the two models, the FEM sandwich panel model with lattice pyramidal core needs to be validated with 3-point bending test experimental results, in order to ensure a good reliability of the FEM approach and of the comparison. Furthermore, the analytical validation has been performed according to Allen's theory. The FEM analysis is linear static with an increasing midspan load ranging from 50N up to 500N.

• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제6권2호
• /
• pp.169-187
• /
• 2019

This work presents a practical detailed finite element (FE) approach for the three-dimensional (3D) free-vibration analysis of actual aircraft and spacecraft-type lightweight and thin honeycomb sandwich panels. It consists of calling successively in $MATLAB^{(R)}$, via a developed user-friendly GUI, a detailed 3D meshing tool, a macrocommands language translator and a commercial FE solver($ABAQUS^{(R)}$ or $ANSYS^{(R)}$). In contrary to the common practice of meshing finely the faces and core cells, the proposed meshing tool represents each wall of the actual hexagonal core cells as a single two-dimensional (2D) 4 nodes quadrangularshell element or two 3 nodes triangular ones, while the faces meshes are obtained simply using the nodes at the core-faces interfaces. Moreover, as the same 2D FE interpolation type is used for meshing the core and faces, this leads to an automatic handling of their required FE compatibility relations. This proposed approach is applied to a sample made of very thin glass fiber reinforced polymer woven composite faces and a thin aluminum alloy hexagonal honeycomb core. The unknown or incomplete geometric and materials properties are first collected through direct measurements, reverse engineering techniques and experimental-FE modal analysis-based inverse identification. Then, the free-vibrations of the actual honeycomb sandwich panel are analyzed experimentally under different boundary conditions and numerically using different mesh basic cell shapes. It is found that this approach is accurate for the first few modes used for pre-design purpose.

• Coupled systems mechanics
• /
• 제8권6호
• /
• pp.473-488
• /
• 2019

The present work is the study of mechanical behavior due to variation of the geometrical parameters in the core of the sandwich honeycomb panel. This study has allowed us to increase or decrease the strains and stresses of the panel, in changing the angle of alveolus, as explained and described below. In taking into consideration the results obtained previously to improve the mechanical properties and increase the adhesion of different parts of the panel, without changing the adhesive, we have conceived two new models, in increasing the contact surfaces in boundary of each part of the panel and giving a conical hexagonal shape in his corp.

• Composites Research
• /
• 제26권2호
• /
• pp.116-122
• /
• 2013

본 연구는 동일한 코어재를 가지는 알루미늄과 유리섬유의 하니컴 샌드위치 판넬의 저속 충격시 발생하는 충격 거동 및 압축 실험을 통하여 압축 강도와 압축 계수를 살펴본다. 저속 충격을 받는 하니컴의 충격 거동을 살펴보기 위하여 중량 낙하식 충격 시험을 실시하며, 충격을 가한 후 데이터 분석 및 현미경을 통하여 전형적인 충격파손모드와 손상정도를 비교 평가하였다. 동일한 충격에너지일 때 유리섬유 하니컴 샌드위치 판넬이 알루미늄 하니컴 샌드위치 판넬보다 최대 하중이 높고, 탄성 에너지가 크며, 충격 강도가 높은 것을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제19권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2006

본 연구는 KS F 2278 2003 (창호의 단열성 시험 방법)에 의하여 철도차량 및 버스의 내/외장재로 적용 가능한 카본/에폭시 스킨-알루미늄 하니콤 & 발사코어 샌드위치 판넬(두께 : 37mm), 카본/에폭시 스킨-알루미늄 하니콤 코어 샌드위치 판넬(두께 : 57mm, 단열재 포함) 및 카본/에폭시 스킨-알루미늄 하니콤 코어 샌드위치 판넬(두께 : 37mm)에 대한 열관류율 시험을 하였다. 또한 KS F2277 . 2002 (건축용 구성재의 단열성 측정방법-교정열상자법 및 보호열상자법)에 의하여 추가로 알루미늄 스킨-알류미늄 하니콤 샌드위치 판넬들 (두께 : 27mm, 35n1m)과 알루미늄 스킨-포밍 알루미늄 샌드위치 판넬 (두께27mm)에 대한 열관류율 시험을 수행하였다. 본 연구를 통해 면제와 심재사이에 열전달은 실제 단면적이 넓을수록 열관류율이 높았으며, 하이브리드형 복합재 일수록 단열성능이 우수함을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.50-61
• /
• 2007

The structural stiffness, strength and stability on the bodyshell and floor structures of the Korean Low Floor Bus composed of laminate, sandwich panels and metal reinforced frame were evaluated. The laminate composite panel and facesheet of sandwich panel were made of WR580/NF4000 glass fabric/epoxy laminate, while aluminum honeycomb or balsa was applied to the core materials of the sandwich panel. A finite element analysis was used to verify the basic design requirements of the bodyshell and the floor structure. The use of aluminum reinforced frame and honeycomb core was beneficial for weight saving and structural performance. The symmetry of the outer and inner facesheet thickness of sandwich panels did not affect the structural integrity. The structural strength of the panels was evaluated using Von-Mises criterion for metal structures and total laminate approach criterion for composite structures. All stress component of the bodyshell and floor structures were safely located below the failure stresses. The total laminate approach is recommended to predict the failure of hybrid sandwich composite structures at the stage of the basic design.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권1호
• /
• pp.64-71
• /
• 2009

In this paper, a study on low-velocity impact response of honeycomb sandwich panels was done for the changes of impact location and core fabrication angles. The test specimens were made of glass/epoxy laminate facesheet and aluminum honeycomb core. Square samples of 100mm and 100mm sides were subjected under low-velocity impact loading using instrumented testing machine at three energy levels. Impact parameters like maximum force, time to maximum force, deflection at maximum force and absorbed energy were evaluated and compared for the changes of impact location and core fabrication angle. The impact damage size were measured at facesheet surface by 3-Dimensional scanner. Also, sandwich specimens after impact test were cut to analyse the failure mode.

• Composites Research
• /
• 제26권2호
• /
• pp.85-90
• /
• 2013

본 논문에서는 탄소섬유강화플라스틱 면재와 알루미늄 샌드위치 심재를 가지는 복합재 샌드위치의 제조와 3절점 굽힘 실험에 대해 연구하였다. 시편은 3가지 하니컴 종류(3.18 mm, 4.76 mm, 6.35 mm의 셀 크기)와 3가지 곡률 반지름(평판, r = 1.6 m, r = 1.3 m)을 가지도록 제작하였다. 샌드위치 곡률의 기준은 W-방향을 기준으로 제작 하였다. CFRP $2{\times}2$ 트윌의 인장에서 기계적 물성치(탄성계수, 강도, 푸아송 비)를 측정하여 그 값들을 다른 CFRP 섬유 적층판의 값과 비교하였다. 실험결과 평판 샌드위치 패널의 3절점 굽힘 실험에서 심재의 전단강도는 공개된 데이터에 비해 11-30% 낮게 나왔다. 제한된 시편 크기에서 1.3미터 곡률을 가지는 패널은 평판 패널에 비해 심재의 극한 전단강도가 0.8-3.8% 감소한 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.234-240
• /
• 2014

본 연구에서는 허니컴 패널의 지배방정식을 이용하여 경계행렬식을 유도하였고, 이를 전달행렬법에 적용하여 허니컴 패널을 적용한 차음패널에 대한 해석 이론을 정립하였다. 또한, 허니컴 패널을 선박용 차음패널의 표면재로 적용하여 차음성능을 분석하였고, 철판을 표면재로 적용한 기존의 선박용 차음패널과 차음성능을 무게 당 감음량 기준으로 비교 분석하였다. 그 결과, 허니컴 패널의 차음성능이 0.35 mm 철판에 비해 STC 기준으로 2dB 높게 나와 허니컴 패널을 적용한 차음패널의 차음성능이 철판을 사용한 차음패널에 비해 무게 당 감음량을 고려할 시 우수하다는 것을 확인하였다. 또한, 허니컴 패널을 표면재로 사용한 차음패널의 면밀도가 철판을 사용한 차음패널에 비해 약 $5.2kg/m^2$ 가볍게 나타났고, 이는 약 31.7 % 무게 감소를 의미한다.

• Composites Research
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1-8
• /
• 2001

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.