• 제목/요약/키워드: 자기강화 복합재료

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자동차 측면 도어의 섬유금속적층판을 적용한 임펙트 빔의 수치해석에 의한 성능 평가 (Numerical Study on Performance Evaluation of Impact Beam for Automotive Side-Door using Fiber Metal Laminate)

  • 박으뜸;김정;강범수;송우진
    • Composites Research
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    • 제30권2호
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    • pp.158-164
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    • 2017
  • 섬유금속적층판은 금속 판재와 섬유 강화 플라스틱을 적층한 하이브리드 소재 중 하나다. 섬유금속적층판은 부품 경량화 측면을 고려했을 시, 뛰어난 충격흡수능력을 가지고 있기 때문에 자동차 및 항공우주 산업에서 적용 및 연구를 진행하고 있는 추세다. 특히, 자동차의 측면 도어 임펙트 빔의 경우, 기존의 금속소재에서 복합재료로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 자동차의 측면 도어 임펙트 빔을 금속소재와 자기 강화형 폴리프로필렌을 적층한 섬유금속적층판으로 대체하는 것이 목표다. 3가지 종류의 임펙트 빔의 3점 굽힘 시험 수치해석을 통해 단면적 대비 굽힘 저항력의 크기를 비교하였다. 그 후, 제작 실현성을 고려하여 굽힘 저항력이 우수한 이중모자형 임펙트 빔을 순수 DP 980과 섬유금속적층판으로 제작하여 자동차 측면 도어에 설치된 모델을 상정하고 충돌 해석을 수행하였다. 결과적으로 섬유금속적층판을 사용한 임펙트 빔은 기존의 DP 980보다 무게 대비 충격 에너지 흡수 능력이 약 7배 높음을 알 수 있었다.

열가소성 복합재료를 기반한 섬유금속적층판의 충격 거동에 관한 실험 및 수치적 연구 (Numerical and Experimental Investigation on Impact Performance of Fiber Metal Laminates Based on Thermoplastic Composites)

  • 이병언;강동식;박으뜸;김정;강범수;송우진
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.566-574
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    • 2016
  • Fiber metal laminates, which are hybrid materials consisting of metal sheets and composite layers, have contributed to aerospace and automotive industries due to their reduced weight and improved damage tolerance characteristics. In this study, the impact performance of the laminates, which are comprised of a self-reinforced polypropylene and two aluminum sheets, and the pure aluminum alloy sheet material were investigated experimentally via numerical simulation. In order to compare the impact performance, the laminates and aluminum alloy were examined by assessing the impact force, energy time histories, and specific energy absorption. ABAQUS is a commercial software that is used to simulate the actual drop-weight tests. Based on this study, it is noted that the impact performance of the laminates was superior to that of the aluminum alloy. In addition, a good agreement between the experimental and numerical results can be achieved when the impact force and energy time histories from the experiments and the numerical simulations are compared.

폴리에틸렌 기반 자기강화복합재료의 성형성 및 기계적 특성에 따른 최적 제직형상 수치해석적 연구 (Study of Optimal Weaving Shape according to Formability and Mechanical Properties of Polyethylene-based Self-reinforced Composite)

  • 유성훈;이필규;이종혁;김늘새롬;심지현
    • 한국염색가공학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.58-67
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    • 2022
  • In this study, self-reinforced composite(SRC) was prepared using HDPE(High density polyethylene) fabric(2×2 plain) and LDPE(Low density polyethylene) film. The optimal conditions were derived by manufacturing specimens according to the temperature of 100 ~ 140℃ using a hot stamping at a pressure of 100bar for 10 minutes in order to find the optimal conditions for the SRC. The manufactured SRC was analyzed for tensile properties, compressive strength and shear strength through a universal testing machine(UTM). As a result of the measurement, the P3 specimen prepared by hot stamping at a temperature of 130℃ and a pressure of 100bar for 10 minutes was found to be higher than other specimens with tensile strength and tensile modulus of 210MPa and 19GPa, compressive strength 69MPa and shear strength 13MPa and it was considered to be optimal condition. Finally, the composite material according to the fabric structure was modeled using experimental values and the physical properties of the composite material according to the fabric structure were predicted using GeoDict and Digimat.