초록 ▼

복합재료는 경량화가 요구되는 자동차 산업에서의 사용이 점차 활발해지고 있다. 특히 에너지 흡수를 위한 Side Member로의 사용가능성에 대하여 외국 자동차회사에서 많은 연구를 하고 있다.본 연구애서는 Side Member를 Box Bean으로 모델링한후 유리 Fabric/에폭시로 제작 및 파괴시험을 시행 하였고 비선형 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 선형좌굴해석을 수행하였다. 그결과 두께가 두꺼워짐에 따라 좌굴붕괴에서 파괴붕괴모드를 붕괴거동이 변하였고 하중-변위곡선이 구형파의 형상을 나타내므로 안정성 붕거괴를 일으킬

복합재료는 경량화가 요구되는 자동차 산업에서의 사용이 점차 활발해지고 있다. 특히 에너지 흡수를 위한 Side Member로의 사용가능성에 대하여 외국 자동차회사에서 많은 연구를 하고 있다.본 연구애서는 Side Member를 Box Bean으로 모델링한후 유리 Fabric/에폭시로 제작 및 파괴시험을 시행 하였고 비선형 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 선형좌굴해석을 수행하였다. 그결과 두께가 두꺼워짐에 따라 좌굴붕괴에서 파괴붕괴모드를 붕괴거동이 변하였고 하중-변위곡선이 구형파의 형상을 나타내므로 안정성 붕거괴를 일으킬 뿐만 아니라 충격흡수부재로서의 사용가능성을 입증하였다.마찰재는 자동차의 브레이크,클러치시스템에 사용되며 현재까지는 석면이 보강제로서 사용되어 왔으나 공해문제로 인하여 대체소재가 필요하게 되었다.따라서 탄소섬유를 보강재로 첨가하여 마찰.마모 실험을 수행한 결과 기존의 마찰재 보다 우수한 성능을 나타내었다.

Abstract ▼

This studies aims at the development of Side Member as an impact energy absorber in automobile using composite materials. For this, at 1st year, after the survey of the related papers and reports, effective research is suggested. Composite Box Beam specimens simplifying the real Side Member are made

This studies aims at the development of Side Member as an impact energy absorber in automobile using composite materials. For this, at 1st year, after the survey of the related papers and reports, effective research is suggested. Composite Box Beam specimens simplifying the real Side Member are made of glass fabric/epoxy with charge of its lamina number and tested under axial loading by quasi-static method to the crush.
finally the linear buckling analysis of the box beam modeled by 4 node shell elements is conducted to obtain the buckling load and mode.
This study also relates to develop the friction material reinforced carbon fiber as the reinforcing material in place of asbestos.

목차 Contents

• 1부 섬유강화 복합재료 Side Member...23
• 제1장 서론...25
• 제2장 자동차용 충격흡수부재...26
• 제1절 자동차의 충격완화기구...26
• 제2절 Side Member...26
• 제3장 섬유강화 복합재료 Side Member...29
• 제1절 금속제 Side Member...29
• 1-1 축방향 정적하중...29
• 1-2 축방향 동적하중...33
• 1-3 접힘 현상...34
• 제2절 섬유강화 복합재료 Side Member...36
• 제3절 섬유강화 복합재료의 crush특성...40
• 3-1 충격에너지 흡수과정...40
• 3-2 섬유 및 기지의 영향...51
• 3-3 섬유방향의 영향...54
• 3-4 단면의 형상...58
• 3-5 Loading rate의 영향...61
• 3-6 온도의 영향...64
• 3-7 Trigger기구...65
• 제4절 복합재료 Side Member 접근방법...68
• 4-1 실험적 방법...69
• 4-2 수치해석 방법...69
• 제4장 실험...71
• 제1절 실험 대상 구조물...71
• 제2절 실험장치 및 Crush 실험...75
• 제3절 실험결과...85
• 제5장 수치해석...89
• 제1절 유한요소모델링...89
• 제2절 쉘요소...90
• 제3절 좌굴해석...92
• 제4절 Crush해석...100
• 제6장 결론 및 토의...102
• 참고문헌...104
• 2부 탄소섬유보강 마찰재...108
• 제1장 서론...110
• 제2장 마찰재의 종류 및 특성...112
• 제3장 탄소섬유의 응용...117
• 제1절 서언...117
• 제2절 탄소복합재료...121
• 2-1 탄소-고분자 복합재료(CFRC)...121
• 2-2 탄소-탄소 복합재료(CFRC)...125
• 2-3 탄소-금속 복합재료...130
• 제4장 시편의 준비 및 실험방법...132
• 제1절 시료의 선정...132
• 1-1 보강재로 fiber의 선정...132
• 1-2 무기충전제의 선정...135
• 1-3 연경화성 수지의 선정...135
• 제2절 실험...139
• 2-1 제조 및 실험방법...139
• 제5장 결과 및 고찰...142
• 제1절 실험장치 및 실험방법...142
• 제2절 실험결과...145
• 2-1 온도의 영향...145
• 2-2 하중의 영향...149
• 2-3 하중변화에 따른 마모량의 변화...152
• 2-4 Back Steel의 표면조도 관찰...155
• 2-5 광학현미경을 이용한 표면 및 마모입자 관찰...156
• 제6장 결론...170