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

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.157-160
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• 2003

Honeycomb sandwich composite structures have been widely used in aircraft and military industry because of light weight and high stiffness. Accurate mechanical properties of honeycomb materials are needed for analysis of sandwich composites. In this study, theoretical formula for elastic modulus of honeycomb materials was established considering bending and axial deformations of their walls. Finite-element analysis results were compared with theoretical ones of the longitudinal and transverse moduli of honeycomb materials. Consequently, the mechanical properties of honeycomb materials could be analytically predicted.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권5호
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• pp.635-644
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• 2023

The design of honeycomb sandwich structures is often challenging because these structures can be tailored from a variety of possible cores and face sheets configurations, therefore, the design of sandwich structures is characterized as a time-consuming and complex task. A data-driven computational approach that integrates the analytical method and Artificial Neural Network (ANN) is developed by the authors to rapidly predict the design of sandwich structures for a targeted maximum structural deflection. The elaborated ANN reverse design approach is applied to obtain the thickness of the sandwich core, the thickness of the laminated face sheets, and safety factors for composite sandwich structure. The required data for building ANN model were obtained using the governing equations of sandwich components in conjunction with the Monte Carlo Method. Then, the functional relationship between the input and output features was created using the neural network Backpropagation (BP) algorithm. The input variables were the dimensions of the sandwich structure, the applied load, the core density, and the maximum deflection, which was the reverse input given by the designer. The outstanding performance of reverse ANN model revealed through a low value of mean square error (MSE) together with the coefficient of determination (R2) close to the unity. Furthermore, the output of the model was in good agreement with the analytical solution with a maximum error 4.7%. The combination of reverse concept and ANN may provide a potentially novel approach in designing of sandwich structures. The main added value of this study is the elaboration of a reverse ANN model, which provides a low computational technique as well as savestime in the design or redesign of sandwich structures compared to analytical and finite element approaches.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.1-9
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• 2010

본 연구에서는 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 혼합정식화한 유한요소법과 다양한 전단변형함수로 등방성, 대칭 적층 및 샌드위치판 모델을 제시하였다. 제시된 전단변형이론은 판의 상하면에서 전단응력이 0이 되는 다항식, 삼각함수, 쌍곡삼각함수 및 지수함수로 구성되어 있다. 모든 전단변형함수는 해석해, 정해 및 기발표된 유한요소 결과치와 비교하였으며, 합리적인 정확도를 갖는 것으로 예측되었다. 특히, 지수형태의 전단변형함수(Karama et al. 2003; Aydogu 2009)가 적층 및 샌드위치판 해석에 있어서 상대적으로 가장 우수한 결과를 보였다.

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

• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.436-442
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• 2022

Hurricanes and tornadoes are the most destructive natural disasters in some central and southern states. Thus, storm shelters, which can provide emergency protections for low-rise building residents, are becoming popular nowadays. Both FEMA and ICC have published a series of manuals on storm shelter design. However, the authors found that the materials for related products in the market are heavyweight and hard to deliver and install; renovations are necessary. The authors' previous studies found that lightweight and high-performance composite materials can withstand extreme wind pressure, but some building codes are designated in wind-borne debris areas. In these areas, wind debris can reach greater than 100 mph speed. In addition, the impact damage on the composite materials is an increasing safety issue in many engineering fields; some can cause catastrophic results. Therefore, studying composite structures subjected to wind debris impact is essential. The finite element models are set up using the software Abaqus 2.0 to conduct the simulations to observe the impact resistance behavior of the carbon fiber composite sandwich panels. The selected wood debris models meet the FEMA requirements. The outcome of this study is then employed in future lab tests and compared with other material models.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.382-388
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• 2010

본 논문은 샌드위치 복합재가 적용된 철도차량 차체 구조물을 위한 표준유한요소모델을 제시하였다. 최근 샌드위치 복합재는 높은 굽힘 강성 및 강도를 가지며 차체의 경량화와 공간 확보를 통해 에너지 효율을 향상시킬 수 있어 국내의 많은 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러므로 복합재 철도 차량의 제작 전에 유한요소법 등을 통해 구조안전성을 검증해야 한다. 본 연구에서는 다양한 철도차량의 실제 구조시험과 같은 수직, 압축, 비틀림 하중 및 고유진동수 해석을 통해 철도차량 구조물의 표준유한요소모델을 검증 제시하였다. 그 결과, 샌드위치 패널의 굽힘 강성을 향상시키기 위한 보강 금속 프레임에는 빔 요소보다는 사각 쉘 요소가 적절하였으며, 샌드위치 패널의 허니콤 코어와 적층복합재의 경우 적층 쉘 요소와 비교하여 적층 쉘 요소와 솔리드 요소를 사용하는 것이 적절하다. 또한, 제안된 표준유한요소모델은 유한요소모델의 수정 없이 충돌모델에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1093-1100
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• 2014

본 논문의 목적은 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재를 사용한 초고속 자기부상 열차의 하이브리드 차체 경량화 설계를 제안하는 것이다. 샌드위치 복합재는 무게 감소를 위해 2차 부재인 루프에 적용되었다. 용접에 의한 샌드위치 복합재 루프와 알루미늄 압출재 사이드 프레임과 접합시키기 위해 샌드위치 복합재 네 옆면에 가이드 알루미늄 프레임을 갖도록 고안하였다. 가이드 알루미늄 프레임의 체결력은 3점 굽힘 시험을 통해 검증하였으며, 차체의 구조 안전성 및 충돌 안전도는 상용 유한요소해석프로그램을 이용하여 철도안전법에 따라 평가하고 검증하였다. 연구결과, 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재로 이루어진 하이브리드 차체는 알루미늄 압출재로만 이루어진 차체에 비해 무게 절감 효과와 향상된 구조 성능을 얻을 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권4호
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• pp.506-516
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• 2007

In this paper, a study on low-velocity impact response of four different sandwich panels for the hybrid bodyshell and floor structure application of the Korean low floor bus vehicle was done. Square samples of 100mm sides were subjected low-velocity impact loading using an instrumented testing machine at six energy levels. Impact parameters like maximum force, time to maximum force, deflection at maximum force and absorbed energy were evaluated and compared for four different types of sandwich panels. The impact damage size and depth of the permanent indentation were measured by 3-Dimensional Scanner. Failure modes were studied by sectioning the specimens and observed under optical microscope. The impact test results show that sandwich panel with composite laminate facesheet could not observe damage mode of a permanent visible indentation after impact and has a good impact damage resistance in comparison with sandwich panel with metal aluminum facesheet.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권3호
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• pp.351-365
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• 2019

In this paper, free vibration of Cooper-Naghdi micro sandwich cylindrical shell with saturated porous core and reinforced carbon nanotube (CNT) piezoelectric composite face sheets is investigated by using first order shear deformation theory (FSDT) and modified couple stress theory (MCST). The sandwich shell is subjected to magneto-thermo-mechanical loadings with temperature dependent material properties. Energy method and Hamilton's principle are used for deriving of the motion equations. The equations are solved by Navier's method. The results are compared with the obtained results by the other literatures. The effects of various parameters such as saturated porous distribution, geometry parameters, volume fraction and temperature change on the natural frequency of the micro-sandwich cylindrical shell are addressed. The obtained results reveal that the natural frequency of the micro sandwich cylindrical shell increases with increasing of the radius to thickness ratio, Skempton coefficient, the porosity of the core, and decreasing of the length to radius ratio and temperature change.