• 제목/요약/키워드: sandwich panels

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Upgrading flexural performance of prefabricated sandwich panels under vertical loading

  • Kabir, M.Z.;Rezaifar, O.;Rahbar, M.R.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제26권3호
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    • pp.277-295
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    • 2007
  • 3-D wall panels are used in construction of exterior and interior bearing and non-load bearing walls and floors of building of all types of construction. Fast construction, thermal insulation, reduced labor expense and weight saving are the most well pronounced advantage of such precast system. When the structural performance is concerned, the main disadvantage of 3D panel, when used as floor slab, is their brittleness in flexure. The current study focuses on upgrading ductility and load carrying capacity of 3D slabs in two different ways; using additional tension reinforcement, and inserting a longitudinal concentrated beam. The research is carried on both experimentally and numerically. The structural performance in terms of load carrying capacity and flexural ductility are discussed in details. The obtained results could give better understanding and design consideration of such prefabricated system.

그라스울 샌드위치패널의 화재 안전 성능에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Fire Safety Performance of Glass Wool Sandwich Panel)

  • 권오상;유용호;김흥열;민세홍
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.21-27
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    • 2012
  • 본 연구에서는 그라스울 샌드위치패널의 연소특성을 판단하기 위하여 밀도와 두께가 다른 총 6종류(밀도: 48/64 K, 두께: 50/75/100 T)의 시편을 선정하여, KS F ISO 9705 시험법을 준용하여 실물화재 시험을 실시하였다. 실물화재 시험은 $2.4(L){\times}3.6(W){\times}2.4(H)m$ 크기의 화재실 내부에 시험체를 설치하여 프로판 버너에 의해 시편을 화염에 노출시켜 연소특성을 판단하게 된다. 총 25분에 시험 시간 동안 프로판 버너는 100 kW(10분), 300 kW(10분)로 출력되며, 시험을 통해 열방출률, 열류량, 내부 온도가 측정된다. 실물화재 시험을 실시한 결과, 버너 열량을 포함하여 각 시편의 최대 열방출률은 333.2~365.5 kW, 최대 열류량은 12.4~12.9 kW/$m^2$로 나타났으며, 최대 내부온도는 모든 시편에서 $500^{\circ}C$를 초과하지 않았다. 실물화재 시험 중에 플래시오버 현상은 발생하지 않았으며, 각 시편의 열방출률, 열류량, 내부 온도 측정결과 시편의 밀도 및 두께에 따른 차이점은 나타나지 않았다.

TRIZ기법에 의한 물류창고의 화재원인 및 4M에 따른 예방대책 분석 (Classification of Fire Causes in Warehouses Using the TRIZ Technique and Analysis of Preventive Measures Accordingto 4M)

  • 한상훈;공하성
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권3호
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    • pp.401-412
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    • 2020
  • 이 연구는 TRIZ기법에 의한 물류창고 화재의 원인분석과 4M을 적용하여 화재예방대책을 제시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 창의적 문제해결기법인 TRIZ기법을 적용하여 물류창고 화재원인의 모순을 제시하였다. 둘째, 인적 요인, 물류창고의 화재대책으로 관리자의 안전 기준, 근로자 안전의식 강화, 샌드위치 패널의 작업자 시공기술 강화 등을 방안을 분석하였다. 셋째, 기계, 설비적 요인, 물류창고의 화재대책으로 안전시설, 안전장치 확대 설치, 화재 진압장비 도입 및 개발, 샌드위치 패널의 내화성능 향상방안을 제시하였다. 넷째, 작업, 환경적 요인, 물류창고의 화재대책으로 작업공법에 대한 안전수칙 및 관리감독 강화, 물건 적재 장소에 대한 방화구획설정, 성능위주설계 기반으로 한 방화구획의 설정방안을 제시하였다. 마지막으로, 관리적 요인, 물류창고의 화재예방대책으로 화재 위험도가 낮은 특정소방대상물, 화재안전기준을 적용하기 어려운 특정소방대상물에 샌드위치 패널이 불연재료 이상 재질 규정을 검토, 물류냉동 창고에 스프링클러설비를 설치, 샌드위치 패널 구조인 물류창고에는 바닥면적의 크기와 관계없이 자동설비의 설치를 의무화하되 소급적용하는 방안을 제안한다.

모듈형 LNG 저장탱크 외조를 구성하는 샌드위치 콘크리트 패널의 충돌실험 및 해석 (Impact Tests and Numerical Simulations of Sandwich Concrete Panels for Modular Outer Shell of LNG Tank)

  • 이계희;김언
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권5호
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    • pp.333-340
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    • 2019
  • 모듈형 LNG Tank의 외조를 구성하는 SCP(sandwich concrete panel)에 대해서 중속충돌시험기로 충돌시험을 수행하고 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 충돌시험에 사용된 시험체는 가로세로 각각 2m로 외조의 일반단면과 연결부단면의 특성을 가지도록 제작하였다. 51kg의 탄자를 설계기준에 규정된 충돌에너지를 갖도록 중속충돌시험기로 45m/sec로 이상의 속도로 가속하여 충돌시켰다. 이런 충돌시험을 두 차례 반복하고 시험체의 극한능력을 평가하기 위하여 충돌속도를 2배로 하여 충돌시켰다. 충돌시험의 수치해석 모델은 LS-DYNA를 이용하여 수행되었다. 외측의 강판와 그 사이의 충진콘크리트를 고체요소로 모델링하고 전단연결재는 보요소를 이용하여 모델링하였다. 강재의 재료모델은 탄소성 및 파단거동을 고려하였으며 콘크리트의 재료는 CSCM재료로 모델링하였다. 해석에서 전면부의 충돌변형은 시험에서 얻어진 변형과 유사한 값을 얻었으나 후면부의 변형은 시험결과와 다소 작은 값을 보였다. 일반부 단면에 대한 2배속 충돌시험에서는 전후면의 강판이 파손되었으나 해석결과에서는 전면부의 강판만 파손되었다. 수치해석에서 충돌에너지는 주로 충진 콘크리트로 전이되었는데 이는 이전 연구에서 보였던 고에너지를 가진 충돌의 경우와 다른 경향이다. 작성된 모델은 구조적으로 보수적인 결과를 보이므로 실제 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

고부가가치선 선실의 소음 저감용 복합패널의 차음특성 해석 (Analysis of Sound Transmission Characteristics of Multi-complex Panel for Noise Reduction in High Value-added Vessel Cabin)

  • 권현웅;홍석윤;길현권;김화묵;송지훈
    • 한국해양공학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.13-19
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    • 2012
  • Recently, as the importance of the interior noise in a ship cabin has risen, ship builders have becomeconcerned about the use of noise reduction panels to reduce cabin noise. The results of previous researches have been based on analytical and experimental methods using simple sandwich panels. However, panel structures are becoming more complex to improve the transmission loss. Thus, researches that analyze the transmission loss of a panel are reaching the limit of study. This paper reports on research that was performed to determine the sound transmission characteristics of multi-complex panels applicable to high value-added vessels. It presents comparisons between analytical methods and experimental results by using a mini-reverberant chamber with components of sound attenuation panels, including the core and surface materials. The sound transmission loss of multi-complex panels are also analyzed in terms of the influences of the inside perforate plates and air gap thickness on the attenuation. Finally, the multi-complex panel with the highest noise attenuation is proposed based on the analysis results and experimental results in mini-reverberant chamber, which wereverified using a real-size reverberant chamber.

새로운 개념의 복합재 샌드위치 체결부 구조의 설계와 검증 (Design and Verification of a Novel Composite Sandwich Joint Structure)

  • 곽병수;주현우;김홍일;동승진;권진회
    • Composites Research
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    • 제30권6호
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    • pp.384-392
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    • 2017
  • 인장과 압축하중 모두를 효과적으로 지지할 수 있는 새로운 샌드위치 체결부 구조의 설계를 위해, 체결부 형상이 다른 3가지 샌드위치 판넬에 대한 인장 및 압축 시험을 수행하였다. 샌드위치 판넬의 코어는 주로 알루미늄 플렉스 허니콤이지만, 타 구조물과의 체결을 위해 두께가 얇아지면서 단순 적층판으로 변하는 램프 영역에서는 PMI 폼 코어를 사용하였고, 면재에는 탄소섬유 복합재를 사용하였다. 형상 1에서는 복합재 플랜지와 샌드위치 구조가 일체형으로 연결된다. 형상 2와 3에서는 별도로 제작된 알루미늄 플랜지가 복합재 적층판에 하이록핀과 접착제로 체결된다. 시험 결과 형상 1, 2, 3의 평균 압축파손하중은 각각 295 kN, 226 kN, 291 kN으로 나타났고, 평균 인장파손하중은 각각 47.3(층간분리), 83.7 kN(볼트파손), 291 kN(치구손상)으로 나타났다. 압축 파손하중만을 고려할 경우 플랜지와 샌드위치 판넬을 복합재 일체형으로 제작한 형상 1과 3이 우수한 특성을 보였다. 그러나 형상 1의 경우 인장하중을 받을 때 낮은 하중에서 플랜지 모서리 부분에서 층간분리가 발생하였다. 따라서 인장과 압축하중을 동시에 효과적으로 지지할 수 있는 구조는 모서리에서 층간분리의 위험이 없게 별도의 알루미늄 플랜지를 사용하여 볼트로 체결한 형상 3임을 확인하였다.

샌드위치패널 단열재의 연기농도 및 연소독성가스에 대한 실험적 연구(연소챔버법) (The Experimental Study for the Smoke Optical Density and Toxic Gases of Sandwich Panel Insulations(Single Chamber Method))

  • 박수영;이우석;여한승;임홍순
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.26-32
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    • 2006
  • 국내에서는 현재 샌드위치패널의 화재성능 평가를 위하여 KS F 2271(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법)을 사용하고 있다. 그 중 연기 및 연소독성가스에 대한 시험인 가스유해성 시험은, 건축 재료 및 내장재의 연소시 발생하는 가스의 유해성을 마우스의 평균 행동정지시간으로 측정하는 방법으로, 정량적인 방법이 아니므로 마우스의 상태나 시험조건에 따라 시험결과가 달라질 수 있다. ISO 5659-2 연소챔버 시험방법은 광학밀도를 정량적으로 측정할 수 있으며, FTIR을 이용한 유독가스 분석이 가능하다. 본 연구에서는 ISO 5659-2 연소챔버 시험방법을 사용하여, 국내에서 일반적으로 사용되는 4종의 샌드위치패널 단열재의 광학밀도를 측정하여 각 시험체와 비교하였다. 또한, 시험체마다 3번의 시험 중 두 번째 시험시 FTIR 분석을 수행하여 HCl, $NO_2$ 등의 정량적 결과를 비교하였다.

Study on the Performance of Infrared Thermal Imaging Light Source for Detection of Impact Defects in CFRP Composite Sandwich Panels

  • Park, Hee-Sang;Choi, Man-Yong;Kwon, Koo-Ahn;Park, Jeong-Hak;Choi, Won-Jae;Jung, Hyun-Chul
    • 비파괴검사학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.91-98
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    • 2017
  • Recently, composite materials have been mainly used in the main wings, ailerons, and fuselages of aircraft and rotor blades of helicopters. Composite materials used in rapid moving structures are subject to impact by hail, lightning, and bird strike. Such an impact can destroy fiber tissues in the composite materials as well as deform the composite materials, resulting in various problems such as weakened rigidity of the composite structure and penetration of water into tiny cracks. In this study, experiments were conducted using a 2 kW halogen lamp which is most frequently used as a light source, a 2 kW near-infrared lamp, which is used for heating to a high temperature, and a 6 kW xenon flash lamp which emits a large amount of energy for a moment. CFRP composite sandwich panels using Nomex honeycomb core were used as the specimens. Experiments were carried out under impact damages of 1, 4 and 8 J. It was found that the detection of defects was fast when the xenon flash lamp was used. The detection of damaged regions was excellent when the halogen lamp was used. Furthermore, the near-infrared lamp is an effective technology for showing the surface of a test object.

망형 직조 금속을 내부구조체로 가진 ISB 판재의 심재 종탄성 및 전단 계수 예측 (Estimation of Young's and Shear Moduli of a Core in ISB Panel with Woven Metal as Inner Structures)

  • 안동규;남경흠;정창균;양동열
    • 한국정밀공학회지
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    • 제26권11호
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    • pp.116-123
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    • 2009
  • The elastic properties of core affect mechanical properties and deformation behaviours of the lightweight sandwich panel. The objective of the present paper is to estimate experimentally Young's and shear moduli of a core in internally structured boned (ISB) panel with woven metal as inner structures using the deflection theory of sandwich beam considered core stiffness. Three points bending experiments were performed to obtain force-deflection curves of the designed ISB panel in each material direction. The elastic and shear moduli of the core in each material direction were estimated from slopes and intercepts of relationships between compliance per the span length and square of the span length, respectively. The results of the estimation showed that the fabric technology of the woven metal affects the variation of the elastic properties in the core. Through the comparison of shear moduli and force-deflection curves of the proposed method and those without considering the core stiffness, it was shown that the core stiffness should be considered to estimate properly the Young's and shear moduli of ISB panels. Finally, the contribution ratio of bending and shear deflections of ISB panels to the total deflection was quantitatively examined.