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[국내논문] 구조용 경량 알루미늄 발포금속의 기계적 특성 연구 분석
Mechanical Characteristics Analysis of Structural Light-weight Aluminum Foam 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.2 no.3, 2011년, pp.1 - 6  

마정범 (한양대학교 기계공학부) ,  이정익 (인하공업전문대학 기계공학부 기계설계과)

초록
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대표적인 경량금속 중의 하나인 알루미늄 폼재의 연구동향을 기계적인 측면에서 고찰하여 보았다. 특히 기공(pore)을 가진 알루미늄재료는 난연성, 감쇠특성, 에너지흡수 성능 등 여러 측면에서 기존의 폴리머 폼재보다 우수한 기계적 성능을 가지고 있고, 더욱이 재활용이 가능하다는 면에서 환경보호에 관심이 집중되고 있는 현 시점에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 폼재의 일반적 특성, 에너지 흡수 및 소음흡수 특성에 대해 살펴보고 폼재가 적용된 사례들에 대한 분석을 통해 향후 폼재와 외곽 구조재의 접합문제 등에 대한 제언을 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Aluminum foam is one of the representative light-weight materials. In this study we analyzed the mechanical properties of the aluminum foam structures. Aluminum materials with pores have novel mechanical characteristics such as flame retardancy, damping, and energy absorption which are superior to t...

주제어

#알루미늄 폼재   #소리 및 에너지 흡수   #댐핑 특성   #경량구조   #크래쉬박스   #빌딩  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최근에 화물차에 장착된 수리용 플랫폼을 지지하는 리프팅암이 개발된 바 있다. 개발의 목적은 차량 총 중량을 일정 수준으로 유지하면서 작업 높이를 20m에서 25m로 증가시키는 것이었다. 그림 3에 대표적인 3차원 샌드위치 판넬과 리프팅암의 적용 사례를 나타내었다[1].
  • 또한 자동차 구조에는 A필러, B필러, C필러와 같은 많은 박판 기둥형 빔이 있으며 이러한 필러 내부에 알루미늄 폼이 적용되고 있다. 금속 폼이 충진된 빔은 높은 비강도와 충진이 되지 않은 빔과 비교하여 충돌에 대한 높은 에너지흡수를 제공하기 위해 고안되었다. 폼재의 충진으로 2축 굽힘 저항이 향상되고, 변형이 진행되는 동안 좀 더 많은 에너지가 단계적으로 소실된다.
  • 본 논문에서는 폼재의 특성에 대하여 파악해 보고 자동차에 응용하기 위해 적용을 검토한 바 있는 내용을 분석해 보았다. 이러한 분석결과를 바탕으로 향후 경량화 금속재료로써의 알루미늄 폼재가 지향해야 할 연구주제에 대하여 논하였다.
  • 본 논문에서는 폼재의 특성에 대하여 파악해 보고 자동차에 응용하기 위해 적용을 검토한 바 있는 내용을 분석해 보았다. 이러한 분석결과를 바탕으로 향후 경량화 금속재료로써의 알루미늄 폼재가 지향해야 할 연구주제에 대하여 논하였다.
  • 금속 폼재는 과학적인 측면에서 또, 산업용 응용제품의 측면에서 점차 관심을 받고 있는 연구 분야 중 하나이다. 폼재의 제조 방법은 여러 가지가 있으나, 본 논문에서는 배합조건 혹은 공정기술 보다는 금속 폼재 특히 알루미늄 폼재의 자동차 적용 사례를 중심으로 고찰해 보고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폼재는 무엇에 적용될 수 있는가? 폼재는 자동차설계에 있어 응용제품으로 경량구조물, 충격에너지 흡수재, 음향감쇠용 격자 구조물, 단열재에 이르기까지 다양하게 적용될 수 있다. 특히 대형화물차용 리프트암, 승용차 혹은 열차용 크래쉬박스 그리고 자동차용 브라켓 등이 그 예라 할 수 있다[1].
금속 폼재의 마이크로 구조와 국부적인 기계적 특성은 어떤 조건에 따라 다르게 나타나는가? 금속 폼재는 매크로 또는 마이크로 구조에 있어 상당히 복잡한 형태를 이루고 있다. 마이크로 구조와 국부적인 기계적 특성은 재료의 배합조건, 폼 형성과 냉각조건, 그리고 추가적인 재료의 후열처리 조건에 따라 다르다. 예를 들면, 열처리의 적용 여부 및 조건에 따라 A16계 폼재의 압축강도는 3배까지 차이가 난다[1].
공(pore)을 가진 알루미늄재료의 특징은 무엇인가? 대표적인 경량금속 중의 하나인 알루미늄 폼재의 연구동향을 기계적인 측면에서 고찰하여 보았다. 특히 기공(pore)을 가진 알루미늄재료는 난연성, 감쇠특성, 에너지흡수 성능 등 여러 측면에서 기존의 폴리머 폼재보다 우수한 기계적 성능을 가지고 있고, 더욱이 재활용이 가능하다는 면에서 환경보호에 관심이 집중되고 있는 현 시점에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 폼재의 일반적 특성, 에너지 흡수 및 소음흡수 특성에 대해 살펴보고 폼재가 적용된 사례들에 대한 분석을 통해 향후 폼재와 외곽 구조재의 접합문제 등에 대한 제언을 하였다.
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