충격완화용 고무탄성체(IMS) 제작기술에 대한 연구 = A study on the manufacturing technology of the Impact Mitigation Support

국문 초록 (Abstract)

충격완화용 고무탄성체(Impact Mitigation Support)는 수송과 사용중에 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하여 특수용품을 보호하는 주요 부품이다. 고무는 일반적으로 사용에 따른 기능의 퇴화정도가 큰 소재이다. 고무의 기계적·화학적 성질이 요구조건을 충족시키는 경우라도 방진고무의 형상설계에 따라 수명 및 성능은 크게 차이가 날 수 있다.
본 국산화 개발에서, IMS의 이러한 저장상의 특성과 충격으로부터 완화에 대한 특성을 기존의 수입제품과 동일제품을 개발하기 위하여 IMS의 고무탄성체 및 상판, 하판으로 세분화하여 성분분석과 기계적 특성을 분석하였으며, 현용에 대한 구조적인 특성을 파악하여 국산화 개발의 기본 모델로 하였다. 또한, 충격완화용 고무탄성체(IMS) 완제품에 대한 특성을 파악하기 위하여, KS M 6518의 영구압축줄음률(Compressive ratio) 시험방법을 응용하여 시편이 아닌 충격완화받침대 제품에 대해 실시하여 현용과 개발품의 내압축성 시험을 실시하였다.
본연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 개발품에 가해지는 환경조건에 따른 기계적 특성 등을 측정 하여 현용 IMS의 동등 혹은 그 이상의 성질을 가지는 고무 탄성체를 개발하였고, 특수용품의 이송 및 보관시 발생되 는 하중을 견디며, 하중 제거시 탄성 복원으로 충격완화받 침대의 성능 변화가 없도록 개발하였다.
2) 개발품에 가해지는 하중에 대해 압축강도의 측정과 동시에 하중변화에 따른 개발품의 압축변위량을 측정하여 IMS의 사용 한계치를 표준화하였다.
3) 가황된 천연고무(Vulcanized natural rubber)로 만든 고무 부 품의 유한요소해석을 위해서 여러 가지 변형모드에서의 물성 험을 수행하였고, 이 때 변형모드선택 및 반복 부하-제하시 최 대변형률에 따른 재료 상수의 변화를 알아보았다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this thesis, the Impact Mitigation Support is a main component protecting special articles by absorbing impact from the outside during its transportation and use
Generally, rubber has high degree deterioration of function according to its use.
Accordingly, although mechanical and chemical characters of rubber satisfy with the desired conditions, life and performance of rubber may be largely different according to the shape design of vibration-proof rubber.
An object of the present thesis is to localize imported IMS currently used.
The imported IMS is analyzed about its character such as structure, durability, impact absorptive power from the outside, and then IMS for localization is subdivided into upper plate, bottom plate and rubber of IMS, thereby analyzing mechanical character, and materials character respectively so as to have the same character as the imported IMS.
To analyze character of the developed IMS, product of the import IMS and the IMS developed by applying a test method of KS M 6518 compressive set are respectively tested, thereby testing anti-compressibility.
Additionally, compressibility testa of the developed IMS and the imported IMS are executed respectively, and then compared with each other by simulation.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 연구동향 및 목적 3
• 제 2 장 관련 이론 5
• 2.1 고무 대변형 해석의 이론적 배경 5
• 2.2 방진고무의 형상 및 종류 8
• 제 3 장 기존제품 분석 10
• 3.1 제품의 구성 10
• 3.2 기계적 특성 11
• 3.2.1 고무탄성체의 기계적 성질 11
• 3.2.2 상판의 기계적 성질 17
• 3.2.3 하판의 기계적 성질 18
• 제 4 장 IMS제품 개발 19
• 4.1 고무탄성체 컴파운드(Compound) 19
• 4.1.1 배합 및 시험편제조 19
• 4.1.2 측정방법 23
• 4.1.3 결과 및 고찰 24
• 4.2 상판 및 하판 소재의 선정 34
• 4.2.1 상판 소재의 특성 34
• 4.2.2 하판 소재의 특성 35
• 4.3 몰드(MOLD) 개발 36
• 4.3.1 사출 제품금형 개발 36
• 4.4 제조공정 39
• 제 5 장 IMS제품 검증 41
• 5.1 고무탄성체의 압축 시험 41
• 5.1.1 개발품의 내압축성 시험 41
• 5.2 개발품의 시뮬레이션 45
• 5.2.1 응력-변형률 데이터의 오프셋 45
• 5.2.2 비선형 재료상수 평가 45
• 5.2.3 IMS의 유한요소해석 46
• 제 6 장 결론 48
• References 49
• ABSTRACT 51