2. 실온과 상승 온도에서 휨하중을 받는 미네랄울판넬의 반응(3)
실험하기 위해 ABAQUS 프로그램이 사용됩니다. 이러한 이유로 먼저 온도 분포를 얻기 위한 “열전달” 분석을 수행하고 하중 변위 곡선을 생성하기 위한 “ 정적 일반” 분석을 수행합니다. 모델은 재료 비선형성과 기하학적 비선형성을 고려합니다. 또한 접촉 반응은 이미 나타난 바와 같이 단열재와 강판 면 사이의 “관계”입니다. 단열재는 고체 요소에 의해 모델링되고, 껍질 요소는 강판에 적용됩니다. 생성된 모델의 치수는 표본의 실제 치수에 따릅니다.
1) 재료 특성
7,850kg/m³의 밀도를 가진 강판의 표면재의 재료 특성으로 사용되며, EN1993-1-2(European Committee for Standardization, 2005)에 따라 강철의 열 특성이 정의됩니다. 또한 EN1993-1-2를 근거로 고온에서 강판을 대면하는 기계적 특성이 감소합니다. 미네랄울 단열재의 기계적 특성은 시험으로부터 받습니다. 그림은 미네랄울단열재의 변형-응력 곡선을 보여줍니다. 열전도율 및 비열과 같은 단열재에 대한 모든 열적 특성은 자료에서 가져온 것입니다.
미네랄단열재의 변형-응력 곡선
2) 경계조건 및 하중
실험과 같은 경계 조건을 정확하게 실험하기 위해 150×1,200mm 표면에서 샌드위치판넬 내부의 양끝을 X,Y,Z 방향으로 고정합니다. 기계적 하중은 HEA 120빔의 바닥면과 동일한 120×1,200mm의 면적을 가진 4개의 밴드에서 상부 강판에 직접 가해집니다.
미네랄울판넬의 유한요소 모델 (a) 경계조건 (b) 실패 모드
3) 모델의 검증
유한요소 모델에 대한 미네랄울 샌드위치판넬의 9개 모델은 실험 결과에 의해 검증됩니다. 실험 결과와 모의실험의 하중 변위곡선은 아래 그림에서 비교에 사용됩니다. 모의실험을 단순화하기 위해, 손상 기준 매개변수와 박리 효과는 모델에 적용되지 않습니다. 따라서 이 자료의 숫자상 모의실험은 대부분 샌드위치판넬의 초기 선형 반응에 초점을 맞추고 있습니다.
600℃에서는 실험에서의 변위는 유한요소 결과보다 높게 나타났으며, 실험 및 수치해석 결과는 이 연구에서 연구한 두 가지 변수인 휨강성 및 하중 지지용량의 측면에서 잘 일치하는 것으로 나타납니다. 그 차이는 불완정한 설치로 인한 경계 조건의 이동과 고온에서의 팽창 때문일 수 있습니다. 실험 조건을 제어하기 위해, 테스트를 일정한 간격으로 중지되었습니다.
미네랄울판넬 100mm에 대한 하중 변위곡선
테스트 중에 이러한 일시 정지는 실험 곡선에서 점프(날카로운 움직임)의 원인입니다. 샌드위치판넬의 두께가 100mm에서 230mm로 변화하면 하중 용량이 최대 78% 증가하고, 나아가 샌드위치판넬의 휨강성이 약 129% 증가합니다.