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PIR 준불연 경질우레탄폼 단열재의 복합 지붕: 수치적 및 실험적 접근(3)

출처: https://www.researchgate.net/publication/331304516_Composite_Roofing_of_PIR_Sandwich_Panels_Numerical_and_Experimental_Approach/fulltext/5c7181e492851c69503adeb5/Composite-Roofing-of-PIR-Sandwich-Panels-Numerical-and-Experimental-Approach.pdf?origin=publication_detail

 

4. 깊은 주름 사다리꼴 시트 지지대에 Thermo-confort 패널을 사용한 실물 크기 모델

 

 

    현재 연구의 프레임에 설치된 두 번째 유형의 실험 장치는 깊은 주름 사다리꼴 강판 158mm×0.88mm에 지지되는 Thermo-confort/PIR 패널로 제작된 평평한 지붕 시스템입니다. 실제로 이것은 일반적인 단열재로 미네랄울을 사용하는 실제로 적용되는 매우 빈번한 유형의 평면 지붕입니다. 이것은 이 재료를 열쾌적성 패널로 대체하려는 관심을 자극하여 이러한 지붕에 전형적인 하중 조합에 대한 후자의 반응을 관찰합니다.

 

따라서 이전 FE 모델은 지지 스터드를 제거하고 사다리꼴 시트로 대체하여 이러한 목적으로 수정되었습니다. FE 모델을 단순화하고 더 빠른 수렴을 위해 판 폭을 6000mm에서 1000mm로 줄임으로써 유한 요소의 수를 줄였습니다. 또한 배열에서 사다리꼴 시트의 존재는 실제로 열쾌적성 패널에 대한 지지만을 제공하는 상부 테두리(, 시트의 실제 형상에 따라 240mm 간격으로 위치한 119mm×0.88mm 강판 시스템)를 축소하여 실험했습니다.

[Thermo-confort 패널의 예]

    이 테두리는 4개의 마디, 감소된 통합 및 6 DOF가 있는 SHELL 유형 S4R 요소를 사용하여 모델링 되었습니다.실험에 사용된 재료는 S350 GD 강종에 해당하는 탄성 플라스틱 재료였습니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재를 사다리꼴 시트에 연결하는 체결을 실험하기 위해 시트와 바닥 멤브레인 사이의 직경이 5mmSHELLTO-SOLID 커플링 연결과 패널의 윗면에서 앞서 언급한 직사각형 압력판 85mm×40mm을 설치하는 특정 조치가 취해졌습니다. 이 상부 판은 TYE 연결을 통해 패널의 상부 폴리프로필렌 방수막에 연결되었습니다. 하중은 동적 명시적 해석의 형태로 인전 모델과 유사하게 적용되었습니다. 실험 설정을 실험하기 위해 만들어진 수치 모델의 그림은 아래와 같습니다.

 

[실험 설정을 실험하기 위한 수치 모델(압력/흡입 테스트)]

    흡입 하중을 받는 모델의 응력 분포(이 구조적 시스템과 더 관련됨)는 아래 그림과 같습니다. 여기에서 준불연 경질우레탄폼 단열재의 부직포와 상부 폴리프로필렌 방수막이 더 높은 응력과 처짐을 나타내기 때문에 가능한 정확한 체결과 압력판의 실험이 가장 중요한 역할을 합니다. 이는 특히 준불연 경질우레탄폼 단열재가 압축으로 작용하고 깨지기 쉬운 파열 전에 고밀화 과정을 거치는 압력판 아래 영역에서 분명합니다.

 

[흡입 모델링에 대한 패널의 응력]

    두 모델(압력 및 흡입)은 아래 그림에 제시된 ULS 설계 하중의 계산된 값에 비해 상당히 초과 저항이 매우 높은 것으로 입증되었습니다.

 

[사다리꼴 시트의 열쾌적성 패널 모델에 대한 힘편향]

5. 결론

 

    복합 패널(두 폴리 프로필렌 방수막 사이의 준불연 경질우레탄폼 단열재)을 사용하여 3가지 별개의 구조 모델에서 수행된 실험 및 수치 연구는 ULS 계산된 설계 하중 또는 실험을 통해 적용된 하중을 상당히 초과하는 열쾌적성의 현저한 저항을 분명히 보여주었습니다. 이 결론은 이러한 패널을 프로젝트에 실제로 적용하고 관련 기관의 제품 인증을한다는 관점에서 고객 요구 사항을 완전히 충족합니다.

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