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굽힘하중을 받는 섬유 금속 적층판의 응력-변형률 예측을 위한 대변형 유한요소해석
Finite Element Analysis of Large Deformation of Fiber Metal Laminates Under Bending for Stress-Strain Prediction 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.39 no.10, 2015년, pp.963 - 970  

염경미 (연세대학교 기계공학부) ,  이종수 (연세대학교 기계공학부)

초록
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다양한 분야에서 금속 재료의 우수한 기계적 특성을 위해 경량화는 필수적이다. 최근에는 보다 효율적인 차체 경량화와 함께 내충격성 강화를 위하여 금속 부품 대신에 섬유 금속 적층판을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 경량화를 위해서 자동차 및 항공기에서 복합재료나 샌드위치 구조로 이루어진 섬유 금속 적층판이 유용하다. 하지만, 섬유 금속 적층판 형태에 따른 기계적 특성이 도출되지 않은 실정이다. 본 논문에서는 적층판 두께 조합에 따른 특성 비교를 위하여 두께를 인자로 하고, 섬유 금속 적층판의 완전 요인 배치법으로 실험을 계획한다. 또한 유한요소 해석을 사용하여 알루미늄 판과 섬유 금속 적층판을 탄성과 소성 해석을 한다. 이를 통해 적층판 두께 조합에 따른 섬유 금속 적층판 형태에 따른 기계적 특성을 분석하고, 굽힘 대변형 거동을 예측하는 유한요소 해석모델을 구축한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Laminate structures are used in the automobile, aerospace, and display industries. The advantages of fiber metal laminates are well known. Fiber metal laminates are useful for reducing the weight and improving impact resistance . However, currently, the mechanical properties of fiber metal laminates...

주제어

#섬유 금속 적층판   #금속 적층판   #탄성 해석   #소성 해석   #탄소성거동   #대 변형 해석   #3 점 굽힘 시험  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 ABAQUS 6.11 를 사용하여 정확한 물성이 나와있는 알루미늄 합금판의 굽힘 거동 모델을 구축하였다. 구축한 굽힘 거동 모델의 정확성을 검증하기 위해 금속에서 정밀하게 나타낸 Ramberg-Osgood 식을 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
금속 재료의 우수한 기계적 특성을 위해 필요한 것은? 다양한 분야에서 금속 재료의 우수한 기계적 특성을 위해 경량화는 필수적이다. 최근에는 보다 효율적인 차체 경량화와 함께 내충격성 강화를 위하여 금속 부품 대신에 섬유 금속 적층판을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
차체 경량화와 함께 내충격성 강화를 위해 어떤 연구가 진행되는가? 다양한 분야에서 금속 재료의 우수한 기계적 특성을 위해 경량화는 필수적이다. 최근에는 보다 효율적인 차체 경량화와 함께 내충격성 강화를 위하여 금속 부품 대신에 섬유 금속 적층판을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 경량화를 위해서 자동차 및 항공기에서 복합재료나 샌드위치 구조로 이루어진 섬유 금속 적층판이 유용하다.
적층판 두께 조합에 따른 특성 비교를 위해 어떤 해석법을 사용했는가? 본 논문에서는 적층판 두께 조합에 따른 특성 비교를 위하여 두께를 인자로 하고, 섬유 금속 적층판의 완전 요인 배치법으로 실험을 계획한다. 또한 유한요소 해석을 사용하여 알루미늄 판과 섬유 금속 적층판을 탄성과 소성 해석을 한다. 이를 통해 적층판 두께 조합에 따른 섬유 금속 적층판 형태에 따른 기계적 특성을 분석하고, 굽힘 대변형 거동을 예측하는 유한요소 해석모델을 구축한다.
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참고문헌 (14)

  1. Cho, K.-D., Ha, S.-R., Kang, K.-H., Kim, J.-E. and Yang, S.-C., 2012, "An Experimental Study on the Mechanical Properties of T-Joints Structure Using CFRP/Al Honeycomb Sandwich Composite," Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol.29, No.3, pp.313-318. 

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  2. Lee, B.E., Kim, J., Kang, B. S. and Song, W. J., 2013, "Numerical Study of the Formability of Fiber Metal Laminates Based on Self-reinforced Polypropylene," Transaction of Materials Processing, 2013, Vol.22, No.3, pp.150-157. 

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  3. Kim, S. J., Kim, T.-U. and Kim, S. H., 2014, "The Study on Structural Performance of Fiber Metal Laminates", Aerospace Engineering and Technology, Vol.13, No.1, pp. 20-26. 

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  10. Kim, D.H., Ahn, J-H., Choi, W. M., Kim, H-S., Kim, T. -H., Song, J., Huang, Y. Y., Liu, Z., Lu, C. and Rogers, J. A., 2008, "Stretchable and Foldable Silicon Integrated Circuits," Sci., Vol. 320, No. 5875, pp. 507-511. 

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  12. Kim, J. S., Kim, Y. J., and Kim, Y. J., 2002, "Engineering J-Integral Estimation for Internal Axial Surface Cracks in Cylinders(I)," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol.26, No.8, pp. 1672-1679. 

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  13. Gere, James M., 2008, "Mechanical Of Materials" Vol.7, Cengage Learning, Stamford, p. 173. 

  14. Oh, S. K., Lee, K. K., Suh, C. H., Jung, Y. C., and Kim, Y. S., 2011, "Shape Optimization of Multilayer Bellows by Using Sequential Experimental Design," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol.35, No.9, pp.1007-1013. 

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