Abstract
Sandwich structures have been widely used in the applications of vessel industry, where high structural stiffness is required with small addition of weight. It is so significant to think of the effect of the variables in the design process of the sandwich structure for the concentrated loads. This paper describes the influence of design variables, such as core density, core thickness and face thickness ratio, on the strength of sandwich beam. The theoretical failure loads based on the 2-D elasticity theory agree well with the experimental yield or failure loads, which are measured at the three point bending laboratory test using AS4/3501-6 facing and polyurethane foam core sandwich beam. The comparison of those yield or failure loads was also done with the ratio of the top to bottom face thickness. The theoretical optimum condition is obtained by finding the intersection point of failure modes involved, which gives optimum core density of the sandwich beam for strength and stiffness. In the addition, the effect of unequal face thickness for the optimized and off-optimized sandwich beams for the strength was compared with the ratio of loading length to beam length, and the variations of strength and stiffness were discussed with the relative ratio of core to face mass.
샌드위치 구조물들은 적은 무게의 첨가로 높은 강성(stiffness)을 요구하는 조선업에 널리 사용되어져 왔다. 국부하중 조건 하에서 샌드위치 구조물에 대한 디자인 변수들을 고려하는 것은 중요시되어졌다. 이 연구는 샌드위치 보의 강도에 대한 core층의 밀도, core층의 두께 그리고 face층의 두께 비율의 영향을 기술하였다. 이차원 탄성이론에 바탕을 둔 파손 하중은 AS4/3501-6 facing과 polyurethane foam core 샌드위치 보의 3점 굴곡 실험 결과와 잘 일치 하였다. 또한 그러한 파손 하중들은 face층의 비율의 변화와 함께 비교되었다. 파괴 mode들의 교차점으로 결정되어진 최적조건은 강도(strength)와 강성(stiffness)에 대한 샌드위치 빔의 최적 core 밀도의 값이 결정되었다. 추가적으로 강도에 대한 최적조건과 그렇지 못한 샌드위치 보에 대한 face 두께 비율 효과가 하중 길이에 따라 비교되었으며, 강도와 강성이 core/face무게 비율과 항께 검토하였다.