원공 크기 및 원공 위치에 따른 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동
Buckling Behavior of Sandwich Composite Columns by Varying Hole Size and Hole Position
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초록
본 연구에서는 압축하중을 받는 원공을 가진 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동을 조사하였다. 샌드위치 복합재 기둥은 유리섬유직물/에폭시 면재와 우레탄 폼 심재로 구성되어 있다. 이때 면재 두께는 1.7mm, 심재 두께는 23mm, 37mm, 48mm, 61mm, 그리고 원공 직경은 25mm와 38mm를 고려하였다. 원공 위치가 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 직경 25mm인 원공이 시편중앙부에 있는 경우, 시편중앙부를 기준으로 중앙부와 끝단 사이의 1/4 지점에 있는 경우, 시편중앙부를 기준으로 중앙부와 끝단 사이의 1/2 지점에 있는 경우를 고려하였다. 시편중앙부에 직경 25mm인 원공이 있는 경우의 좌굴하중과 최대하중은 원공이 없는 경우보다 10% 정도 낮게 나타나며, 시편중앙부에 직경 38mm인 원공이 있는 경우의 좌굴하중과 최대하중은 원공이 없는 경우보다 30% 정도 낮게 나타났다. 그러나 원공 위치가 좌굴하중과 최대하중에 미치는 영향은 크지 않았다. 주요 파괴 모드는 심재 두께가 23mm와 37mm와 같이 얇은 경우는 심재 전단파괴가 지배적이고 심재 두께가 48mm와 61mm와 같이 두꺼운 경우는 면재-심재 분리가 지배적으로 관찰되었다.
Abstract
The study investigated the buckling behavior of sandwich composite columns with different hole sizes and hole positions when they were applied to a compressive load. The columns consisted of 1.7mm thick faces of glass fabric/epoxy and 23mm, 37mm, 48mm, and 61mm thick cores of urethane-foam. Different hole sizes with the diameter of 25mm and 38mm were considered in this experiment. To evaluate the effect of hole position on the buckling behavior, we considered three types of hole position: 25mm diameter hole located at the center, 25mm diameter hole at 1/4 position from the center to the end of the column, and 25mm diameter hole at 1/2 position from the center to the end of the column. According to the results, buckling and maximum loads of the column having 25mm diameter hole were lower by 10% compared to those of the column without hole, whereas the loads for the column having 38mm diameter hole were 30% less than those of the column without hole. Hole position appeared to have no effect on buckling and maximum loads. Major failure modes were observed as follows: the core shear failure for the thin columns having 23mm and 37mm thick cores, and the face-core debonding for the thick columns having 48mm and 61mm thick cores.
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