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변형률 속도가 고려된 발포 폴리프로필렌의 구성방정식
A Constitutive Equation Including Strain Rate Effect for the Expanded Polypropylene 원문보기

Composites research = 복합재료, v.27 no.4, 2014년, pp.130 - 134  

김한국 (Department of Mechanical Engineering, Kongju National University) ,  전성식 (Division of Mechanical and Automotive Engineering, Kongju National University)

초록
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본 논문에서는 Kim 등[7]이 제시한 4가지의 다른 밀도를 갖는 원통형 시험편으로한 EPP(Expanded polypropylene)의 준정적(Quasi-static test) 및 충격 시험(Impact test) DB를 바탕으로 Jeong 등[12]이 제시한 폴리우레탄(Polyurethane)에 대한 구성방정식을 EPP 폼에 대하여 다시 정의 하여 충격량-운동량 이론을 접목시켜 새로운 구성방정식을 제안하기위한 DB 구축을 목표로 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this paper is to build DB in order to Propose new constitutive equations by redefining constitutive equations for Polyurethane presented by Jeong et al. [12] based on Quasi-static test and Impact test DB of Expanded polypropylene using cylindrical specimens with 4 different densities ...

주제어

#발포 폴리프로필렌   #준정적 시험   #계장화 충격시험   #충돌 운동량   #구성방정식  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이와 같이 EPP에 대한 실험적 규명은 광범위 하게 이루어 졌으나 구성 방정식에 대한 내용은 찾아보기 힘들었다. 따라서 본 논문에서는 Kim 등[7]이 제시한 4가지의 다른 밀도를 갖는 원통형 시편((주)엠피아이씨)으로한 EPP의 준정적 및 충격 시험 DB를 바탕으로 Jeong 등[12]이 제시한 폴리우레탄에 대한 구성방정식을 EPP 폼에 대하여 다시 정의 하여 충격량-운동량 이론을 접목시켜 새로운 구성방정식을 제안하기 위한 DB 구축을 목표로 하였다.
  • 본 연구에서는 Kim 등[7]이 제시한 4가지의 다른 밀도를 갖는 원통형 시험편으로한 EPP의 준정적 및 충격 시험 DB를 바탕으로 Jeong 등[12]이 제시한 폴리우레탄에 대한 구성방정식을 EPP 폼에 대하여 다시 정의 하여 충격량-운동량 이론을 접목시켜 새로운 구성방정식을 제안하기 위한 DB 구축을 목표로 하였다. 구성방정식에 제안된 7개의 매개 변수는 두 번의 과정을 거쳐 생성된다.

가설 설정

  • 1) 5개의 매개 변수는 기준 변형률 속도에 의해 결정된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차 범퍼를 구성하는 부품이 강철재료 대신 플라스틱 또는 비철 재료로 대체되는 이유는 무엇인가 최근에는 전자기, 열, 생체 분야 등에 적용하기 위하여 다양한 성질을 동시에 가지는 기능성 복합재료에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다[1-3]. 특히 발포기술의 발전과 함께 EPP(Expanded polypropylene) 및 EPS(Expanded polystyrene)에 대한 사용이 증대되면서 자동차 범퍼를 구성하는 부품은 강철재료 대신 플라스틱 또는 비철 재료로 대체 되어가고 있는 추세이다[4,5].
EPP으 구조적인 특성은 무엇인가 EPP는 기본적으로 발포체이기 때문에 발포체가 갖는 특성 외에도 독특한 특성을 보이고 있다. 먼저 구조적인 특성으로는 표면의 셀(Cell)이 작고 내부로 갈수록 셀이 커지기 때문에 표면은 매우 부드럽지만 내부에서는 강한 기계적 물성을 가진다고 알려져 있다[6].
복합재료는 어디에 사용되고 있는가 복합재료는 유리섬유 강화 플라스틱이 처음 개발된 이후 현재까지 여러 기술 분야에서 주목을 받았으며, 다양한 산업 분야에 적용되어 왔다. 높은 기계적 성능을 가진 섬유 개발과 그에 적합한 기지재의 발달로 인하여 우주 항공, 자동차등 운송체 분야, 건물 다리 등 기간산업 분야, 골프용품, 보트 외판 등의 스포츠 산업 분야까지 여러 분야에서 꾸준히 응용이 이루어지고 있다. 최근에는 전자기, 열, 생체 분야 등에 적용하기 위하여 다양한 성질을 동시에 가지는 기능성 복합재료에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다[1-3].
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참고문헌 (15)

  1. Willinger, M., "Industrial Development of Composite Materials: Toward a Functional Appraisal", Journal of Composite Science and Technology, Vol. 34, 1989, pp. 53-71. 

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  2. Wang, D.J., Qiu, J., Gui, Z.L., and Li, L.T., "Design for High-performance Functional Composite Thermister Materials by Glass/ceramic Composing", Journal of Material Research, Vol. 14, No. 7, 1999, pp. 2993-2996. 

    상세보기 crossref

  3. Moutos Franklin, T., Freed Lisa, E., and Guilak Farshid, "A Biomimetic Three-dimensional Woven Composite Scaffold for Functional Tissue Engineering of Cartilage", Journal of Nature Materials, Vol. 6, 2007, pp. 162-167. 

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  4. Kim, M.H., Cho, S.S., and Ha, S.K., "Design and Structural Analysis of Aluminum Bumper for Automobiles," Transactions of KSAE, Vol. 7, No. 3, 1999, pp. 217-227. 

  5. Lee, S.J., Park, J.S., Koo, D.H., and Jung, B.H., "The Development of Material Technology Applied to Bumper Beam," Transactions of KSAE, Vol. 10, No. 4, 2002, pp. 206-215. 

  6. Choi, C.H., "Expanded Polypropylene and Packaging Materials," Journal of the Monthly Packaging World, No. 214, 1996, pp. 58-67. 

  7. Kim, H.K., Kim, B.J., Jeong, K.Y., and Cheon, S.S., "Experimental Study for the Impact Characteristics of Expanded EPP/EPS Foams", Journal of the Korean Society for Composite Materials, Vol.26, No. 6, 2013, pp. 343-348. 

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  8. Bouuix, R., Voit, P., and Lataillade, J., "Polypropylene Foam Behaviour Under Dynamic Loading : Strain Rate, Density and Microstructure Effects," International Journal of Impact Engineering, Vol. 36, Issue. 2, 2009, pp. 329-342. 

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  9. Ouellet, S., Cornin, D., and Worswick, M., "Compressive Response of Polymeric Foams Under Quasi-static Medium and High Strain Rate Conditions," Polymer Testing, Vol. 25, No. 6, 2006, pp. 731-743. 

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  10. Huh, H., Kang, W.J., and Han, S.S., "A Tension Split Hopkinsom Bar for Investigating the Dynamic Behavior of Sheet Metals," Experimental Mechanics , Vol. 42, No. 1, 2002, pp. 8-17. 

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  11. Huh, H., Kim, S.B., Song, J.H., and Lim, J.H., "Dynamic Tensile Characteristics of TRIP-type and DP-type Steel Sheets for and Auto-body," International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 50, 2008, pp. 918-931. 

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  12. Jeong, K.Y., Cheon, S.S., and Munshi, M.B., "A Constitutive Model for Polyurethane Foam with Strain rate Sensitivity", Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 26, No. 7, 2012, pp. 2033-2038. 

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  13. Jeong, K.Y., Kim, B.J., and Cheon, S.S., "A Constitutive Equation for Expanded Polypropylene Foam under Dynamic Loading", Proceeding of The Korean Society for Composite Materials, Korea, No. 2013, pp. 149-150. 

  14. Kim, B.J., Kim, H.K., and Cheon, S.S., "A Study on the Absorbed Energy of Polymer material of Vehicles between Mass and Strain Rate Effect Velocity Value based on Constant Energy", Proceeding of the Korean Society for Composite Materials, Korea, May 2013, pp. 43-44. 

  15. Munshi, M.B., Jeong, K.Y., Choi, Y.J., and Cheon, S.S., "Crashworthy behaviour of Rigid Polyurethane Foam under Constant Impact Energy", Proceeding of the 2007 Lecture and Paper Abstracts, 2007, pp. 1776-1780. 

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