KR20070020038A - 개선된 구조 샌드위치 플레이트 부재 - Google Patents

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KR20070020038A
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스티븐 존 케네디
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인텔리전트 엔지니어링 (바하마즈) 리미티드
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Abstract

구조 샌드위치 플레이트 부재에는 외측 플레이트들 중 하나 또는 둘 모두에 용접되어 코어 내로 연장되는 1 이상의 스터드가 제공된다. 상기 스터드는 상기 코어의 형성 이전에 상기 외측 플레이트에 용접되는 아크 스터드일 수 있다. 대안적으로, 상기 스터드는 코어의 형성 후에, 하나의 외측 플레이트의 홀을 드릴링하고 상기 하나 또는 둘 모두의 외측 플레이트들에 상기 스터드를 마찰 용접시킴으로써 설치될 수 있다.

Description

개선된 구조 샌드위치 플레이트 부재{IMPROVED STRUCTURAL SANDWICH PLATE MEMBERS}
본 발명은 2개의 외측 플레이트, 및 부재의 구조적 강도에 실질적으로 기여하기에 충분한 강도를 갖는, 상기 외측 플레이트에 접합되는 플라스틱 또는 폴리머 재료의 코어를 포함하는 구조 샌드위치 플레이트 부재들에 관한 것이다.
구조 샌드위치 플레이트 부재는 본 명세서에서 인용 참조되는 US 5,778,813 및 US 6,050,208에 개시되어 있으며, 예를 들어 비포밍된(unfoamed) 폴리우레탄으로 이루어진 중간 엘라스토머 코어와 함께 접합되는, 외측 금속, 가령 강 플레이트를 포함한다. 이들 샌드위치 플레이트 시스템들은, 강화 강 플레이트들(stiffened steel plates), 포밍된 강 플레이트들, 보강 콘크리트 또는 복합 강-콘트리트 구조체들을 대체하고, 결과적인(resultant) 구조체들을 크게 단순화시켜, 강도 및 구조적 성능(강성(stiffness), 댐핑 특성들)은 향상시키면서도 무게를 줄일 수 있다. 이들 구조 샌드위치 플레이트 부재들의 또 다른 발전형태들은, 역시 본 명세서에서 인용 참조되는 국제특허출원 WO 01/32414에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 폼 형상체는 무게를 줄이기 위해 코어 층에 채용될 수도 있으며, 횡방향 금속 전단 플레이트가 부가되어 강성을 높일 수도 있다.
WO 01/32414의 교시에 따르면, 폼 형상체들은 중공 또는 솔리드 중 어느 하나일 수 있다. 중공 형상체는 무게를 보다 더 줄일 수 있어 이점이 있다. 본 명세서에 기술되는 형상체들은 경량 폼 재료로 만들어지는 것으로만 한정되지 않으며, 나무 또는 강 박스들, 플라스틱 성형된 형상체들 및 중공 플라스틱 구와 같은 여타 재료들로 만들어질 수도 있다.
이러한 구조 샌드위치 플레이트 부재의 특별한 장점은, 전단력들이 코어 및 외측 플레이트들에 대한 그것의 접합부에 의하여 전달된다는 점이다. (적합한 표면 마련을 위한 수고를 덜기 위해) 코어와 외측 플레이트를 연결하는데 특별한 수단이 요구되지 않도록 코어 재료의 케스팅 상에서 충분한 접합이 이루어지며, 이는 플레이트들을 신속하고 경제적으로 제조하게 한다. 특정 환경 또는 작업 부하 및 조건들-예컨대 -20℃보다 낮은 온도; 용접이 접합 강도를 떨어뜨리는 인젝션(injection) 후의 피팅(fitting)들의 부착; 또는 국부적인 접합 강도를 초과하는 직접적인 인장 부하들이 적용될 경우-에 대하여, 코어와 금속 페이스 플레이트들간의 접합 강도를 강화시키기 위한 기계적 방법들이 사용되어야 한다.
본 발명의 목적은 코어와 외측 플레이트들간의 연결이 개선된 구조 샌드위치 플레이트 부재들을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면:
제 1 및 제 2 외측 플레이트;
상기 외측 플레이트들과 충분한 강도를 가지고 접합되어 그들 사이에 전단력을 전달하는 플라스틱 또는 폴리머 재료의 코어; 및
1 이상이 외측 플레이트에 용접되고, 상기 일 외측 커넥터에 대해 대체로 수직한 상기 코어 내로 연장되는 원통형 금속 몸체를 포함하는 1 이상의 기계적 커넥터를 포함하는 구조 샌드위치 부재가 제공된다.
스터드(stud)일 수도 있는 상기 기계적 커넥터(들)는 코어 재료의 캐스팅 이전 또는 코어가 셋팅된 후에 적용될 수 있다. 어느 한 경우에, 커넥터는 기계적 맞물림에 의하여 전단 및 인장 둘 모두에 있어 코어와 외측 플레이트들 간의 개선된 연결을 제공한다. 따라서, 큰 인장 부하들이 외측 플레이트들 중 하나에 적용되거나 또는 플레이트들이 극 냉온에 노출된다면, 예를 들어 외측 플레이트들에 대한 용접에 의한 손상의 경우에 커넥터가 국부화된 디래미네이션(delamination)을 방지할 수 있다. 커넥터는 디래미네이션을 완화시키기 위해서 외측 플레이트들간의 힘들을 전달하기 위한 직접적인 경로를 제공하기 위해 두 외측 플레이트 모두에 용접될 수도 있다.
코어 재료의 캐스팅 이전에, 커넥터들은 아크 스터드 용접(arc stud welding) 또는 상기 기술의 변형 기술에 의하여 부착될 수 있다. 스터드 용접 "건(gun)"의 사용은 커넥터들이 매우 신속하게 부착되며 자동화될 수도 있게 한다. 커넥터들은 확대된 헤드를 가져, 1 이상의 방향으로의 코어 재료와의 기계적 맞물림을 제공하고 코어 두께의 단지 일부 또는 전체 코어 두께에 대해 연장될 수 있는 것이 바람직하다. 후자의 경우, 스터드들은 다른 외측 플레이트에 대해 용접될 필요 없이 코어의 인젝션 이전에 플레이트들을 위한 스페이서(spacer)들로서 작용한다. 스터드들은 외측 플레이트들 중 어느 하나 또는 둘 모두에 적용될 수 있으며, 강화된 국부적 접합 강도가 요구되는 영역에 배치되는 것이 바람직하다.
구조 샌드위치 플레이트 부재의 제조 후에, 스터드들은 하나의 외측 플레이트들을 통해 그리고 코어 내로 드릴링한 다음 그 홀 내에 상기 스터드를 마찰 용접함으로써 부착될 수 있다. 외측 플레이트의 홀은 카운터싱킹(countersink)되는 것이 바람직하며, 스터드에는 확대된 헤드 및 매칭 베벨(bevel)이 제공된다. 스터드가 코어의 전체 폭에 미치도록(span) 되어 있다면, 드릴링 단계는 다른 (말단의) 외측 플레이트까지 관통시켜야 한다. 스터드는 베벨의 저부로부터 팁까지, 카운터싱크의 저부와 다른 외측 플레이트간의 거리보다 약간 더 긴 것이 바람직하다. 그 후, 마찰 용접이 이루어지면, 스터드의 단부와 말단 외측 플레이트 사이에 용접 풀(weld pool)이 먼저 형성되고, 스터드가 내려 들어가(sink into) 상기 스터드 헤드의 베벨이 기부의 외측 플레이트의 카운터싱크와 접촉하고 그 곳에서 용접이 이루어진다. 용접이 이루어진 후에 기부의 외측 플레이트 위에 남아 있는 확대된 헤드의 일부는 외측 플레이트와 같은 높이로 연마되고 부착 포인트로서 사용될 수 있다.
본 발명의 구조 샌드위치 플레이트 부재의 외측 플레이트들의 재료, 크기 및 일반적인 특성들은 구조 샌드위치 플레이트 부재가 사용될 특정 용도에 바람직한 것으로서 선택되고, 일반적으로 US-5,778,813 및 US-6,050,208에 개시된 바와 같이 이루어질 수도 있다. 통상적으로, 0.5 내지 20mm 두께의 강 또는 스테인리스 강이 사용되며, 경량이 바람직한 곳에서는 알루미늄이 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 플라스틱 또는 폴리머 코어는 여느 적합한 재료, 예를 들어 US-5,778,813 및 US-6,050,208에 개시된 바와 같이 폴리우레탄과 같은 엘라스토머일 수 있다. 스터드들의 재료는 외측 금속 플레이트들의 재료와 동일하거나 그와 양립하여 용접될 수 있어야 하며, 스터드들의 크기는 사용 중에 예측될 부하들에 따라 선택될 것이다. 전체 두께의 스터드가 유사하지 않은 금속들로 이루어진 외측 플레이트들에 용접될 경우에는, 두 부분의 스터드가 사용될 수도 있다.
물론 스터드들은, 새로이 형성된 구조 샌드위치 플레이트 부재들, 및 본 명세서에서 인용 참조되는 국제특허출원 WO 02/20341 및 PCT/GB2003/004628에 개시된 바와 같이 기존 구조체들의 오버-레이들(over-layers) 및 이너-레이들(inner-lays)로서 형성되는 구조 샌드위치 플레이트 부재들에서 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명은:
제 1 및 제 2 외측 금속 플레이트들을 제공하는 단계;
상기 외측 플레이트들 중 1 이상에 1 이상의 스터드를 용접하는 단계;
상기 외측 플레이트들 사이에 형성되는 공간 내로 돌출하는 상기 1 이상의 스터드와 이격된 관계로 상기 외측 플레이트들을 배치시키는 단계;
상기 외측 플레이트들 사이에 형성되는 상기 공간을 채우기 위하여 경화되지 않은(uncured) 플라스틱 또는 폴리머 재료를 주입하는 단계; 및
상기 플라스틱 또는 폴리머 재료를 경화시켜 상기 외측 플레이트들과 함께 충분한 강도로 접합되도록 함으로써 그들 사이의 전단력을 전달하도록 하는 단계를 포함하는 구조 샌드위치 플레이트 부재 제조 방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 제 1 및 제 2 외측 금속 플레이트들을 포함하는 구조 샌드위치 플레이트 부재 및 상기 외측 플레이트들과 충분한 강도로 접합되는 플라스틱 또는 폴리머 재료의 코어에 전단 스터드(shear stud)를 부착하여 그들 사이에 전단력들을 전달하는 방법을 제공하며, 상기 방법은:
상기 구조 샌드위치 플레이트 부재의 외측 플레이트들 중 제 1 플레이트를 통과하고 그것의 코어 내로 홀을 드릴링하는 단계;
스터드를 제공하는 단계; 및
상기 스터드를 상기 홀 내에 삽입하고 상기 스터드를 상기 제 1 외측 플레이트에 용접하는 단계를 포함한다.
이하, 실시예들 및 개략적인 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조 샌드위치 플레이트 부재의 단면도;
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조 샌드위치 플레이트 부재의 단면도;
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조 샌드위치 플레이트 부재 및 삽입되기 이전의 스터드의 단면도이다.
상기 도면에서, 같은 부분들은 같은 참조부호로 나타나 있다.
도 1에 나타낸 구조 샌드위치 플레이트 부재는 강 또는 알루미늄으로 이루어지고, 예를 들어, 0.5 내지 20mm의 범위의 두께를 갖는 상부 및 하부 외측 플레이트들(페이스플레이트들(faceplates))(11, 12)을 포함한다. 에지 플레이트는 그들의 외측 주변부들 주위의 페이스 플레이트(11, 12) 사이에서 용접되어 폐쇄된 캐비티를 형성한다. 페이스 플레이트들(11, 12) 사이의 캐비티에는, 플라스틱 또는 폴리머 재료, 바람직하게는 폴리우레탄 엘라스토머와 같은 콤팩트한 열경화성 재료로 된 코어(13)가 있다. 이 코어는 15 내지 200mm 범위의 두께를 가지며, 본 응용례에서는 50mm가 적합하다. 코어(13)는 충분한 강도로 페이스 플레이트(11, 12)에 접합되고 사용시 두 페이스 플레이트들 사이에서 예측되는 전단력들을 전달하기에 충분한 기계적 특성들을 갖는다. 특히 사용중에 고온에 노출될 것으로 예측된다면, 코어(13)와 페이스 플레이트들(11, 12)간의 접합 강도는 3MPa, 바람직하게는 6MPa보다 커야 하고, 코어 재료의 탄성계수는 200MPa, 바람직하게는 250MPa보다 커야 한다. 플로어 패널과 같은 낮은 부하의 응용례에 있어, 통상적인 사용 및 점유(occupancy) 부하가 1.4kPa 내지 7.2kPa 정도인 경우, 접합 강도는, 예컨대 대략 0.5MPa정도로 낮을 수 있다. 코어층에 의하여, 구조 샌드위치 플레이트 부재는 실질적으로 보다 큰 플레이트 두께 및 상당한 추가적인 경화를 갖는 경화된 강 플레이트의 강도 및 부하 지탱 능력을 갖는다. 물론, 상기 플레이트는 반드시 편평해야하는 것은 아니며, 그것의 의도된 용도에 필요한 어떠한 형태도 취할 수 있다.
코어와 외측 플레이트들 간의 연결을 개선시키기 위하여, 다수의 기계적 커넥터들, 본 실시예에서는 스터드들(14, 16)이 코어 내로 돌출된 외측 플레이트들 중 어느 하나 또는 둘 모두의 내측 표면들 상에 제공된다. 스터드들은 스터드(14)에서와 같이 코어 두께의 일부에만 돌출되거나 스터드(16)에서와 같이 전체 코어 두께에 걸쳐 돌출된다.
스터드들은 그들이 부착되는 외측 플레이트 또는 적합한 용접 재료와 동일한 재료로 만들어지고 용접부(weld;15)에 의하여 부착된다. 전체 두께의 스터드들이 반드시 두 외측 플레이트 모두에 용접되어야 하는 것은 아니다.
코어 재료에 대한 키잉(keying)(기계적 맞물림)을 개선시키기 위하여 스터드 상에는 확대된 헤드(14a)가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 스터드들은 응용례를 위해 특수하게 설계되거나, 또는 다양한 공급자들의 "재고(off-the-shelf)"로부터 이용가능한 표준 스터드일 수도 있다.
구조 샌드위치 플레이트 부재(10)를 제조하기 위하여, 스터드들은 필요에 따라 외측 플레이트 부재들 중 하나 또는 둘 모두의 내측 표면에 용접된다. 이는, 아크 용접 프로세스에 의해 이행되는 것이 바람직하며, 스터드들을 쉽고 매우 신속하게 부착시키기 위해 통상적인 타입의 스터드 용접 "건"이 사용될 수도 있다. 그 다음, 에지 플레이트들이 하부 페이스플레이트(11)의 주변부 주위에 용접된다. 이 단계에서, 요구되는 여하한의 전단 플레이트나 여타 피팅들뿐만 아니라 코어의 프리캐스트 섹션(precast section)들이 제 위치에 놓여질 수도 있다. 그 다음, 상부 페이스플레이트(12)는 에지 플레이트들이나 주변 바아 또는 연결 디테일들에 용접되어 폐쇄된 캐비티를 형성하고 플라스틱 또는 폴리머 재료가 주입되어 코어(13)를 형성한다. 그 후, 주입된 재료가 경화되고 주입 단계에 사용된 주입 포트들은 연마 되거나 통기구들과 함께 밀봉된다. 이들 단계들은 원 위치에서(in situ) 수행되거나 공장 조건을 벗어나(off-site) 수행될 수도 있으며, 마무리 가공된 패널은 설치 장소로 이송된다.
그 절차는 전단 스터드들이 기존 구조체에 대한 오버레이(overlay)로서 형성되는 구조 샌드위치 플레이트에 사용되는 경우와 본질적으로 같다. 스터드는 기존 플레이트나 새로운 오버레이 플레이트 또는 그들 둘 모두에 용접될 수 있으며, 기존 플레이트에 대한 새로운 오버레이 플레이트를 위치설정 및/또는 지지하기 위한 스페이서들로서 작용한다.
도 2에는 본 발명의 제 2 실시예가 도시되어 있다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구조 샌드위치 플레이트 부재(20)는 제 1 실시예와 유사하지만, 후술되는 바와 같이 기계적 커넥터들(스터드들)이 플레이트의 제조 후에 적용된다.
제 2 실시예에서, 스터드(17)는 완전한 구조 샌드위치 플레이트 부재의 제조 후에 외측으로부터 피팅된다. 스터드(17)는 외측 플레이트들의 기부에 있는 제 1 플레이트를 관통하고, 전체 코어 두께를 통과해 말단의 제 2 외측 플레이트까지 연장된다. 스터드(17)의 확대된 헤드(17b) 상의 베벨(17a)과 기부의 외측 플레이트(11)의 카운터싱킹된 홀 사이, 및 스터드(17)의 말단 팁(17c)과 말단 외측 플레이트(12)의 내측 표면에 형성되는 후퇴부(12a) 사이에 마찰 용접부(18)가 형성된다. 팁(17c)은 예시된 바와 같이 평탄하거나 사면으로 되어 있다. 또한, 헤드(17b)는 최상부 플레이트 상에 랜딩 에지(landing edge)를 제공하기 위하여 경사져 있기 보다 평탄할 수 있다.
사전 제조된 구조 샌드위치 부재에 전단 스터드를 피팅하는 프로세스는 다음과 같다. 먼저 기부의 플레이트(11)와 코어(13)를 통해 그리고 말단 플레이트(12) 내로 홀이 드릴링된다. 상기 홀의 깊이는 기부 플레이트(11)의 내측 표면으로부터 측정하여, 공칭(nominal) 깊이 d1의 지정된 공차 내에 있도록 제어된다. 그 다음, 기부 플레이트(11)의 홀(19)은 사전결정된 크기로 카운터싱킹된다. 스터드(17)의 섕크는 베벨(17)의 저부로부터 그것의 팁까지 공칭 길이(d2), 즉 깊이(d1) 보다 약간 더 긴 길이를 갖는다. d1 및 d2의 공차는 d2가 d1보다는 항상 크며 마찰 용접과 연관된 공칭 공차 내에 있도록 이루어져야 한다. 스터드 길이의 공차는 커넥터의 단부(17c)와 용접 포인트(12a) 사이 및 베벨(17a)과 카운터싱크(19) 사이에 적절한 용접 용융체(fusion)을 제공할 수 있도록 이루어져야 한다.
그 다음, 스터드(17)는 홀 내로 삽입되고 고속으로 회전되는 한편 홀 내로 가압된다 - 이는 종래의 마찰 스터드 용접 디바이스에 의하여 수행될 수 있다. 요구되는 압력은 샌드위치 플레이트 부재가 느슨해진다면 스트롱 백(strong back)을 이용하여 얻어질 수 있으며, 또는 특히 플레이트가 구조체 내에 이미 설치되어 있다면 전자기 또는 진공 클램프들에 의하여 얻어질 수 있다. 초기에, 스터드의 팁(17c)은 말단 플레이트의 후퇴부(12a)와 접촉하지만, 그곳에 용접 풀이 형성된다면, 스터드는 베벨(17a)과 카운터싱크(19)간의 접촉이 이루어지고 그곳에 용접 풀이 형성될 때까지 더 진행할 것이다. 스터드의 회전이 멈추면, 용접 풀들은 고체화되고 스터드는 각각의 단부에서 용접된다. 샌드위치 플레이트 부재의 코어의 두께는 두 페이스 플레이트들 모두에 대한 스터드의 용해가 가능하도록 스터드와 같은 공차로 이루어져야 한다는 것을 이해해야 한다. 용접의 품질은 기술되지는 않았지만 통상적인 테스팅 방법, 예컨대 초음파 또는 x-레이 검사 기술들에 의하여 증명될 수 있다.
스터드가 제 위치에 용접된 후에, 돌출 헤드(protruding head) 및 여하한의 플래시 칼라(flash collar)연마될 수도 있다. 대안적으로, 헤드는 고정을 위한 부착 포인트로서 사용될 수도 있고, 따라서 노출된 나사부가 제공될 수 있다. 특히 큰 부하들의 경우에, 다수의 스터드들이 밀착되어 설치될 수도 있는데; 그들의 밀접성에 대한 한계로는 최상부 플레이트의 카운터싱킹된 홀들이 간섭받지 않아야 하는 요건 및 용접 기계 헤드에 의하여 부과되는 요건들이 있다. 특히 플레이트가 구조체 내에 이미 설치되어 있다면, 설치의 접근성 및 용이성을 위해 편의에 따라 플레이트들 중 어느 하나 또는 둘 모두에 대해 스터드들이 설치될 수도 있다.
스터드들 및 천공들의 크기 및 간격의 적절한 선택에 의해, 상부 플레이트는 주입시 겪게 되는 압력에 대해 그것을 충분히 지탱시킬(restrain) 수 있도록 하부 플레이트에 연결되어 외부의 억제부(restraint)에 대한 필요성을 제거한다. 적용례에 따라, 스터드들은 완전한 구조 샌드위치 플레이트 부재의 강도에 대해 크게 기여해야 하는 것은 아니지만, 원한다면 추가적인 강도를 제공하기 위해 스터드들의 크기 및 간격이 선택될 수 있다. 천공(11a)은 가능한 한 작게 만들어져야 하고 트랙 용접부들의 용이한 형성이 또한 가능해야 하는 한편, 확대된 헤드(20a)는 홀들이 완전하게 스터드 헤드들의 영역 내에 있고 코어 캐비티에 대한 리크(leak)가 존재하지 않도록 천공 및 스터드들의 위치들에서 허용 공차를 제공하기 위해 충분히 크게 만들어져야 한다.
상기 설명은 제한을 위해 의도된 것이 아니며, 다른 수정례 및 변형례들이 청구항에 정의되는 본 발명의 범위 내에 속한다는 것을 이해해야 한다.

Claims (22)

  1. 구조 샌드위치 플레이트 부재에 있어서,
    제 1 및 제 2 외측 플레이트;
    상기 외측 플레이트들에 충분한 강도로 접합되는 플라스틱 또는 폴리머 재료로 이루어지며, 그들 사이에서 전단력을 전달하기 위한 코어; 및
    1 이상의 외측 플레이트에 용접되고, 상기 하나의 외측 플레이트에 대해 대체로 수직한 상기 코어 내로 연장되는 원통형 금속 몸체를 포함하는 1 이상의 기계적 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계적 커넥터는 상기 코어의 형성 이전에 아크 스터드 용접에 의하여 상기 외측 플레이트들 중 하나에 용접되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    복수의 기계적 커넥터들이 제공되고, 상기 외측 플레이트들 각각에는 1 이상의 커넥터가 용접되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 각각의 커넥터는 확대된 헤드를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 각각의 기계적 커넥터는 상기 코어 두께의 일부에 대해서만 연장되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 각각의 기계적 커넥터는 상기 코어의 전체 두께에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계적 커넥터는 상기 외측 플레이트들 중 외측 플레이트의 홀을 통해 연장되고, 상기 코어의 형성 후에 상기 외측 플레이트에 마찰 용접되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기계적 커넥터는 상기 코어의 전체 두께를 통해 연장되고 상기 외측 플레이트들 중 제 2 외측 플레이트에 마찰 용접되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 기계적 커넥터는 상기 제 1 외측 플레이트의 외측 표면과 같은 높이로 연마되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 커넥터는 상기 제 1 외측 플레이트의 외측 표면으로부터 돌출한 헤드를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 헤드는 노출된 나사부를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 커넥터는 확대된 헤드, 섕크 및 상기 헤드와 상기 섕크를 잇는 베벨을 가지며; 상기 홀은 상기 베벨을 매칭시키기 위해 카운터싱킹되는(countersunk) 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계적 커넥터는 상기 코어의 전체 두께에 걸쳐 연장되고 그것의 말단 의 단부는 다른 하나의 외측 플레이트의 천공을 통해 상기 외측 플레이트들 중 상기 다른 하나의 외측 플레이트에 용접되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  14. 구조 샌드위치 플레이트 부재 제조 방법에 있어서,
    제 1 및 제 2 외측 금속 플레이트들을 제공하는 단계;
    상기 외측 플레이트들 중 1 이상에 1 이상의 스터드를 용접하는 단계;
    상기 외측 플레이트들 사이에 형성되는 공간 내로 돌출하는 상기 1 이상의 스터드와 이격된 관계로 상기 외측 플레이트들을 배치시키는 단계;
    상기 외측 플레이트들 사이에 형성되는 상기 공간을 채우기 위해 경화되지 않은 플라스틱 또는 폴리머 재료를 주입하는 단계; 및
    상기 플라스틱 또는 폴리머 재료를 경화시켜 상기 외측 플레이트들을 함께 충분한 강도로 접합시킴으로써, 그들 사이에서 전단력들이 전달되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 용접 단계는 전기 아크 스터드 용접에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재 제조 방법.
  16. 제 1 및 제 2 외측 금속 플레이트를 포함하는 구조 샌드위치 플레이트 부재 및 상기 외측 플레이트들에 충분한 강도로 접합되는 플라스틱 또는 폴리머 재료의 코어에 전단 스터드를 부착시키는 방법에 있어서,
    상기 구조 샌드위치 플레이트 부재의 외측 플레이트들 중 제 1 외측 플레이트를 통과하고 그것의 코어 내로 이어지는 홀을 드릴링하는 단계;
    스터드를 제공하는 단계;
    상기 홀 내에 상기 스터드를 삽입하고 상기 스터드를 상기 제 1 외측 플레이트에 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스터드는 확대된 헤드, 섕크 및 상기 헤드와 상기 섕크를 잇는 베벨을 가지며; 상기 베벨을 매칭시키기 위해 상기 홀을 카운터싱킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 드릴링 단계는 상기 코어의 전체 두께에 걸쳐 홀을 드릴링하는 단계를 포함하고; 상기 스터드는 상기 외측 플레이트들 중 다른 하나에 이를 수 있도록 충분히 길며, 상기 용접 단계는 상기 스터드를 상기 다른 하나의 외측 플레이트에 용접하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용접 단계는 마찰 용접에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 구조 샌드위치 플레이트 부재 제조방법.
  20. 실질적으로 첨부 도면을 참조하여 상술된 바와 같이 구성되는 구조 샌드위치 플레이트 부재.
  21. 실질적으로 첨부도면들 중 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술된 바와 같은 구조 샌드위치 플레이트 부재를 제조하는 방법.
  22. 실질적으로 첨부도면들 중 도 2 및 도 3을 참조하여 상술된 바와 같이 구조 샌드위치 플레이트 부재에 전단 스터드를 부착시키는 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE524253T1 (de) 2006-04-10 2011-09-15 Inpro Innovations Gmbh Verfahren zum versteifen eines hohlprofils wie eines umfänglich geschlossenen hohlprofils eines kfz-bauteils
US8466386B2 (en) * 2006-10-10 2013-06-18 GM Global Technology Operations LLC Method for repairing bonded metallic structures
GB2455269A (en) * 2007-11-27 2009-06-10 Intelligent Engineering Structural sandwich plate members
FR2970900B1 (fr) * 2011-01-31 2013-10-18 Aircelle Sa Procede de reparation d'un panneau d'attenuation acoustique
KR20130012359A (ko) * 2011-07-25 2013-02-04 삼성전자주식회사 세탁기 및 그 세탁기의 웨이트밸런스 조립방법
DE102011088085A1 (de) * 2011-12-09 2013-06-13 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Mehrschichtverbundeinheit
US9463522B2 (en) 2012-04-05 2016-10-11 GM Global Technology Operations LLC Drawn arc welding
DE102014104751A1 (de) * 2014-04-03 2015-10-08 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum Verbinden eines Anschlusselements mit einem Sandwichblech
CN107379137A (zh) * 2017-08-08 2017-11-24 龙门县品汐竹木制品有限公司 一种复合型木材材料
KR102218390B1 (ko) * 2019-11-26 2021-02-19 주식회사 포스코 폴리머 코어 샌드위치 강판 및 그 제조방법
CN111408904B (zh) * 2020-04-02 2021-10-01 宁夏大学 电弧高效高质制备三明治板的方法及三明治板
EP3979275A1 (en) * 2020-10-05 2022-04-06 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Sound and vibration damping system for transformer tanks and reactor tanks
CN113547197B (zh) * 2021-08-02 2023-09-05 重庆大学 基于汽车热成型的超高强铝合金板材及其制备工艺

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1371756A (en) * 1919-07-25 1921-03-15 Frank A Gilcrest Wall-lining
US2159300A (en) * 1937-03-12 1939-05-23 William B Miller Insulating structural board
GB885395A (en) * 1958-10-06 1961-12-28 Bristol Aerojet Ltd Reinforced skin structures
US3161265A (en) * 1959-01-27 1964-12-15 Union Carbide Corp Vacuum panel insulation
US3203145A (en) * 1962-07-25 1965-08-31 Rohr Corp Prefabricated modular home construction
US3336712A (en) * 1964-09-30 1967-08-22 Gregory Ind Inc End weldable stud
JPS4832330A (ko) * 1971-08-30 1973-04-28
US3841958A (en) * 1971-09-02 1974-10-15 R Delorme Reinforced structural element and method of making the same
FR2261871A1 (en) * 1974-02-22 1975-09-19 Jaine Andre Sandwich structure manufacturing process - uses heterogeneous components placed close and welded together
DE2736132C2 (de) * 1977-08-11 1981-12-17 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zum Herstellen von Sandwichbauteilen
JPS55106691A (en) * 1979-02-09 1980-08-15 Hitachi Cable Ltd Spot welding method of bonded composite material
DE4023692A1 (de) * 1990-07-26 1992-01-30 Ramm Wieland Aufschweissduebel fuer den stahl/beton-verbundbau
JP2502218B2 (ja) * 1991-08-13 1996-05-29 三菱重工業株式会社 鋼板コンクリ―ト壁の製作方法
TW299381B (ko) * 1991-08-13 1997-03-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
JPH07251688A (ja) * 1994-03-16 1995-10-03 Nippon Steel Corp 軽量で制振性に優れた床板及びその製造方法
PT752037E (pt) * 1994-03-31 2001-02-28 Corus Uk Ltd Aperfeicoamentos em paineis compositos de revestimento duplo e relacionados com os mesmos
GB9406439D0 (en) * 1994-03-31 1994-05-25 Steel Construction Inst The Improvements in and relating to double skin composite structures
US5682678A (en) * 1995-11-13 1997-11-04 The Nordam Group, Inc. Mechanical repair for a honeycomb panel
US5618491A (en) * 1996-02-22 1997-04-08 Trw, Inc. Studs for boilers and other high temperature applications
US6050208A (en) * 1996-11-13 2000-04-18 Fern Investments Limited Composite structural laminate
US6528141B1 (en) * 1998-12-15 2003-03-04 Diamond Machining Technology, Inc. Support structure and method of assembling same
GB2368041B (en) * 2000-10-17 2004-04-21 Intelligent Engineering Sandwich plate stepped risers
US6871600B2 (en) * 2001-02-09 2005-03-29 Trn Business Trust Pultruded panel
DE10136633A1 (de) * 2001-02-21 2002-09-19 Sika Ag, Vorm. Kaspar Winkler & Co Vorgefertigtes Bauelement für Gebäude
GB2372476A (en) * 2001-02-27 2002-08-28 Intelligent Engineering Structural sandwich plate members
GB2380970B (en) * 2001-10-15 2005-02-16 Intelligent Engineering Connector for structural sandwich plate members
JP2003193618A (ja) * 2001-12-25 2003-07-09 Sumitomo Metal Steel Products Inc 構造用パネルと壁体及び床体構造
GB0212687D0 (en) * 2002-05-31 2002-07-10 Composhield As Reinforced composite panel
US20030233796A1 (en) * 2002-06-24 2003-12-25 Walz Robert A. Roof panel for a sun room

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