Abstract
The sandwich plate has been widely used as an efficient structural member because it has high strength-to-weight and high stiffness-to-weight ratios. To properly design the aluminum extrusion plate , it is necessary to analyze structural behaviors of the extrusions, however, the aluminum extrusions have been rarely studied until now. In the optimization process through numerous iterative calculations, finite element analysis of the sandwich plate with hollow core section requires a considerable amount of computation time and cost. In this paper, the aluminum extrusion plate with truss-core is transformed into an equivalent homogeneous orthotropic plate with appropriate elastic constants. The procedure to evaluate accurate equivalent elastic constants is also established. Using these elastic constants, simple theoretical formulas of the stresses and deflection are proposed in case of the simply-supported orthotropic thick plate under uniform pressure. Through the comparison with the results by commercial FEM code(ANSYS), it is verified that the proposed simpified formula has a good efficiency and accuracy.
샌드위치 판은 질량에 비해 높은 강성과 강도를 갖고 있으므로 매우 효율적인 구조재로서 폭넓게 쓰이고 있다. 알루미늄 압출 샌드위치 판의 적절한 설계를 위하여는 역학적 거동 해석이 선행되어야 하나, 아직 이에 대한 연구는 미비한 상태이다. 코어가 채워져 있지 않은 중공 단면(hollow section)인 샌드위치 판의 역학적 거동 해석에는 일반적으로 상세 유한 요소 해석을 하게되나, 이는 모델링과 해석에 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 트러스(truss) 형상의 심재를 갖는 샌드위치 구조 압출재를 이방성의 판으로 치환하여 해석하는 방법을 제시하였다 적절한 이방성 후판으로의 치환을 위해 등가의 강성을 평가하는 방법을 제안하였으며, 이 등가의 강성을 판 이론에 적용하여 균일 분포 하중을 받는 사변 단순지지 조건의 알루미늄 압출재에 대한 처짐과 응력에 대해 간이 해석식을 개발하였다. 아울러 상용 유한 요소 프로그램을 이용하여 계산한 결과와 비교한 결과 제시한 간이식의 높은 정도와 효율성이 입증되었다.
