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자유낙하에 의한 휴대폰의 충격 해석
Impact Analysis of Freely Falling Cellular Phone 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.22 no.6, 2013년, pp.963 - 968  

강성수 (Dept. of Mechanical and Automotive Engineering, Jeonju University) ,  김종수 (Dept. of Carbon Fusion Engineering, Jeonju University) ,  설균호 (Dept. of Carbon Fusion Engineering, Jeonju University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we carried out a structural analysis for determining the stresses acting on the tempered glass of a freely falling cellular phone using ANSYS 13.0, commercial finite element code. We designed a phone heavier than any contemporary cellular phone and performed finite element analysis us...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 휴대폰의 액정이 일정 높이에서의 낙하 충격에 어느 정도의 충격력을 받고 변형이 되는지를 알아보고자 한다. 휴대폰이 사람의 손이나 주머니에서 떨어져서 충격을 받는 경우가 많으므로 한국의 평균 다리길이인 104 cm 높이에서 떨어졌을 때를 가정하였다.

가설 설정

  • Fig. 4와같이[1], 바닥에 스마트폰이 떨어졌을 때, 강화 유리 부분이 가장 쉽게 파손되므로 낙하 충격해석을 위해, 스마트폰이 한국인의 평균 다리길이인 104 cm의 높이의 주머니에서 떨어졌을 때를 가정하였고, 중력가속도 9.81 m/s2을 적용하여 식 (1)에 의하여 낙하 속도 v를 구할 수 있다. 스마트폰이 콘크리트에 떨어질 때의 속도가 식 (1)을 통해 구한 4.
  • 81 m/s2을 적용하여 식 (1)에 의하여 낙하 속도 v를 구할 수 있다. 스마트폰이 콘크리트에 떨어질 때의 속도가 식 (1)을 통해 구한 4.52 m/s 속도가 나온다고 가정하였다.
  • 0을 이용하여 스마트폰에 대한 모델링과 자유낙하에 따른 충격해석을 수행함으로써 강화유리와 알루미늄으로 된 프레임의 어느 부위가 어느 정도의 충격력을 받는지 비교해 보았다[11]. 특히, 충격에 가장 취약한 조건을 가정하여 휴대폰의 낙하 방향을 선택하였으며, 해석 결과들은 강도가 약한 부분에 대한 구조적인 보강을 통하여 강도 확보를 할 수 있도록 참고자료로 활용이 가능하다. 이를 통하여, 낙하 충격을 받는 휴대폰의 최대 응력과 최대 변형이 발생하는 위치를 특정할 수 있었고, 기존 연구[1-10]에서 다뤄지지 않았던 충격 후 시간의 경과에 따른 강화유리와 프레임에 대한 등가응력 및 변형의 정도를 상세히 확인할 수 있었다.
  • 본 연구에서는 휴대폰의 액정이 일정 높이에서의 낙하 충격에 어느 정도의 충격력을 받고 변형이 되는지를 알아보고자 한다. 휴대폰이 사람의 손이나 주머니에서 떨어져서 충격을 받는 경우가 많으므로 한국의 평균 다리길이인 104 cm 높이에서 떨어졌을 때를 가정하였다. 이를 위해 ANSYS 13.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
휴대폰은 소비자의 성향에 따라 어떻게 변화되고 있는가? 최근의 휴대폰은 소비자의 성향에 따라 점점 소형화되고 얇아지는 추세인 반면, 디스플레이는 대형화되는 경향이 있다. 얇아짐으로 인한 구조적 강성의 저하에 따라 액정 디스플레이에 대한 신뢰성 문제가 중요하게 대두되고 있는 가운데[4,5], 휴대폰의 단말기, 디스플레이 및 충격 완화용 고무와 관련한 연구들이 활발히 진행되고 있다.
휴대폰 교체의 주된 원인은? 이러한 휴대폰 사용자의 급속한 증가에 따라 관련 기술은 나날이 빠르게 성장하고 있지만 휴대폰 사용주기는 반대로 짧아지고 있다. 이러한 휴대폰 교체의 주된 원인의 42%가 고장 및 파손이다[1]. 특히 액정은 스마트폰의 주요 부품중 하나이며 버튼을 없애고 액정으로 터치를 하기 때문에 액정이 파손된다면 각종 정보는 전혀 사용할 수 없어 피해를 보게 된다[2,3].
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참고문헌 (11)

  1. Cho, J. U., Min, B. S., Han, M. S., 2009, Impact Analysis According to Material of Hand Phone, J. Korean Soc. Manu. Proc. Eng., 8:2 69-75. 

  2. Kim, J. G., Lee, J. Y., Lee, S. Y., 2001, Drop/Impact Simulation and Experimental Verification of MobilePhone, Trans. Korean Soc. Mech. Eng., 25:4 695-702. 

  3. Joung, J. H., Kim, H. B. R., Seong, Y. H.., 2007, A Study on Strength Evaluation of LCD Glass for Drop Test, J. Korean Soc. Prec. Eng., 24:10 99-108. 

  4. Lee, B. H., Kim, K. Y., Kang, H. M.., 2011, A Study on the Reducing Impacts Effect of Rubber in Mobile Display by using Drop Test and FE Analysis, Korean Soc. Mech. Eng. Fall Conference, 1277-1282. 

  5. Park, S. H., Lee, B. Y., Earmme, Y. Y., 2000, Analysis on the Fracture of a Panel Glass in a Liquid Crystal Display Module under Mechanical Shock, J. Korean Soc. Prec. Eng., 17:12 76-81. 

  6. Kang, D. H., Seo, M. Y., Gimm, H. I., Kim, T. W., 2009, Determination of Shock Absorption Performance and Shear Modulus of Rubbers by Drop Impact Test, Trans. Korean Soc. Mech. Eng., 33:4 321-328. 

  7. Kim, S. W., Heo, Y., Ha, Y. W., Park, W. K., 2007, A Research about Polymer Material and Process Condition for Slim Cell Phone, Korean Soc. Manu. Tech. Eng. Spring Conference, 727-732. 

  8. Lee, S. M., Kim, B. S., Song, J. H., Lee, S. H., Lee, H. J., Lee, M. G., Song, J. Y., Lee, C. W., 2008, Impact Analysis on Auto Focusing Actuator for Cellular Camera Phone, Korean Soc. Manu. Tech. Eng. Spring Conference, 79-85. 

  9. Sung, Y. W., Lee, M. G., Park, K.S., 2011, Residual Stress Analysis after Impact for Auto Focusing Camera Module of Portable Electronics Devices, Korean Soc. Manu. Tech. Eng. Spring Conference, 174-175. 

  10. Lee, S. M., Kim, B. S., Song, J. H., Lee, S. H., Lee, M. G., 2007, Illustrating the Drop test of the Auto Focusing Actuator for Cellular Phone using a Finite Element Analysis, Korean Soc. Mech. Eng. Fall Conference, 16-21. 

  11. Taesung Software and Engineering Inc.. 2011, Ansys Workbench Training Manual - WB Explicit STR, Taesung Software and Engineering Inc.. 

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