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문제 정의
- Miller 등@)은 단축 인장뿐만 아 니라 순수 전단 및 이축 인장시험 등을 통하여 물성을 파악하였다. Mullins 등⑴은 반복 부하-제하(loading-unloading)에 따른 응력완화 현상 및 손상으로 인한 영구변형에 대해 연구하였다. Rivlin, Ogden 등은 초탄성 재료를 위하여 변형률 에너지 함수를 기반으로 한 비선형 대변형 재료 모델을 제시하였으며, Arruda와 Boyce 등('이은 8-체인(eight-chain) 분자구조를 이용한 재료 모델을 제안하기도 하였다.
- 고무 재료는 고무원료, 보강 저】, 가황조건 뿐만 아니라 최대 변형률에 따라 재료 물성이 달라지므로, 금속재료와 같이 하나의 물성값으로 표현하기 어렵기 때문에 고무의 경도와 최대 변형률에 따른 전단탄성계수 실험식을 얻고자 한다.
- 본 연구는 가황 된 천연고무(vulcanized natural rubber)로 만든 고무 부품의 유한요소해석을 위해 서 여러 가지 변형모드에서의 물성시험을 수행한 다. 또한 물성시험으로부터 얻은 응력-변형률 데 이 터를 이용하여 Mooney 및 Ogden 재료 상수를 구하고, 이때 변형 모드 선택 및 반복 부하-제하 시 최대변형률에 따른 재료 상수의 변화를 알아본다.
- 본 연구에서는 자동차 트랜스미션의 정적 하중을 지지하고 동시에 진동 및 충격을 흡수하여 완 화시키는 역할을 하는 고무 마운트를 대상으로 유 한 요소해석 및 실험을 수행하였다.
- 응력-변형률 결과를 이용하여 재료 상수를 구하는 과정에서 각 시험 결과를 조합하는 방법에 따른 비선형 재료 상수의 차이를 비교하고자 한다.
가설 설정
- 9(b) 와 같이 2차원 평면변형률 모델로 고무 부분은 비압축성으로 가정하였으며 물성은 Mooney 모델을 이용하였다. 금속판은 고 무에 비해 변형이 거의 없으므로 강체로 가정하였다. 경계조건으로 상단 금속판의 X, Y 방향의 변위를 구속시켰으며, 하단 금속판을 (+) Y 방향으로 15 mm 이동시켜 고무에 변형을 가하였다.
- 유한요소해석은 상용 프로그램인 MARC를 사용하였으며, Fig. 9(b) 와 같이 2차원 평면변형률 모델로 고무 부분은 비압축성으로 가정하였으며 물성은 Mooney 모델을 이용하였다. 금속판은 고 무에 비해 변형이 거의 없으므로 강체로 가정하였다.
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