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고등(Teng Gao),조재웅(Jae Ung Cho) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.10
발포금속은 우수한 물리적 특성과 역학적 성능 때문에 많은 첨단기술 분야에 널리 사용되고 있다. 폐쇄형 알루미늄 폼은 발포금속 중에 하나이며, 우수한 충격에너지 흡수하는 성능 때문에 자동차와 항공기에 많이 쓰이고 있다. 본 연구에서는 폐쇄형 알루미늄 폼의 충격 실험을 통해 두께에 따른 기계적 특성을 분석하였으며, 검증으로 시뮬레이션 해석을 하였다. 시뮬레이션 해석 방법으로서는 ANSYS 를 이용하여 실험과 똑 같은 경계조건으로 유한요소해석을 진행하였다. 실험과 해석의 결과들을 비교해보면 10mm, 20mm, 30mm 인 경우에 20mm 인 경우는 제일 효율적인 것으로 사료된다. 20mm 의 경우가 시험편의 두께에 비하여 세가지 모델들의 경우에 있어 충격 에너지의 흡수가 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 결과들을 이용하면, 알루미늄 폼으로 된 기계 구조물의 개발에 필요한 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. Because foam metal has the excellent physical characteristics and mechanical performance, they are applied extensively into a lot of advanced technology areas. The aluminum foam with closed cell is one of the foam metals. It is applied widely into automobile and airplane because of the excellent absorption performance of impact energy. In this study, the mechanical characteristics by thickness was analyzed through the impact experiment of closed-cell aluminum foam, and the simulation analysis was performed for the verification. As the simulation analysis method, a finiteelement analysis was carried under the same boundary conditions as the experiment by using ANSYS. By comparing with the results of experiment and simulation, it was thought that the case of thickness of 20mm was the most efficient of among the cases of thicknesses of 10mm, 20mm and 30mm. At the case of thickness of 20mm, the absorption energy by comparing with the specimen thickness is shown to become the most among three models. By using the result of this study, it is thought that it can apply the material necessary to develop the mechanical structure with aluminum foam.
알루미늄 합금으로 된 경사진 이중외팔보의 충돌에 대한 실험 및 해석
고등 ( Teng Gao ),조재웅 ( J U Cho ),전성식 ( Seong S Cheon ) 한국복합재료학회 2014 Composites research Vol.27 No.2
본 연구에서는 알루미늄 합금으로 된 경사진 이중외팔보의 충돌에 대해서 각각의 충격속도 2.5m/s, 7.5m/s, 12.5 m/s 별로 실험과 시뮬레이션 해석을 하였다. 접착부분에 발생하는 에너지 해방율과 응력을 평가하여 알루미늄 합금의 기계적 특성을 고찰하였다. 실험상에서는 접착 부분에서 에너지 해방율의 값이 높은 것으로 나타났다. 이는 실험에서 시험편이 분리된 후에도 접착력이 유지되는 특성 때문인 것으로 사료된다. 충격속도와 상관없이 균열이 진전하다가 접착된 부분의 끝에서 높은 응력을 발생하기 때문에 최대 등가응력은 마지막 단계에서는 올라간다. 본 연구에서의 실험 및 해석결과들은 충돌에 의한 균열 진전을 방지할 수 있는 복합재료에 대한 안전설계의 개발에 필요한 자료로 사료된다. This study is investigated by experiments and analyses at rates of 2.5m/s, 7.5m/s and 12.5m/s on the impact of tapered double cantilever beam specimens with aluminium alloy. It aims to examine the mechanical property of aluminum alloy by evaluating energy release rate and equivalent stress happened at the bonded part of specimen. Because bonding force remains after the separation of specimen, the energy release rate at the bonded part becomes highest. As crack propagates and the high stress happens at the end of the bonded part, the maximum equivalent stress becomes higher at the last stage, regardless of impact rate. These results of experiments and analyses are the data necessary to develop the safe design of composite material to prevent crack propagation due to impact.