• Composites Research
• /
• 제34권3호
• /
• pp.192-198
• /
• 2021

전기차의 수요 및 보급이 확대됨에 따라 차량 내 이음(buzz, squeak, rattle, BSR) 개선에 대한 요구가 커지고 있다. 이에 풍절음, 도어 글라스 및 차량 진동을 차단하는 인너벨트 웨더스트립(innerbelt weatherstrip)의 댐핑(damping) 특성 향상을 통해 BSR을 저감하는 기술 개발이 필수적이다. 기존 열경화성(thermoset) 탄성체 대비 가볍고 재활용이 가능한 열가소성(thermoplastic) 탄성체가 주목을 받고 있지만 낮은 소재 댐핑과 영구압축줄음률(compression set)로 인해 도어 글라스와 웨더스트립 간 마찰 소음을 발생하는 문제가 있다. 고분자 댐핑 특성은 점탄성(viscoelastic)에 좌우되므로, 본 연구에서는 인너벨트 웨더스트립과 도어 글라스 간 마찰 소음을 개선하기 위해 EPDM (ethylene-propylene-diene monomer)/PP (polypropylene) thermoplastic vulcanizates (TPV)의 재료설계인자(EPDM/PP 비율, EPDM 내 ENB 함량)에 따른 점탄성 분석을 통해 소재 댐핑 특성을 평가하였다. EPDM/PP 비율에 따른 분석을 통해 PP 비율이 낮을수록 소재가 연화되고, 탄성회복력(resilience)이 증가하여 저장탄성률(storage modulus)은 10.8% 감소하고 댐핑 특성을 의미하는 감쇠계수(tanδ)는 88.2% 증가함을 확인하였다. 또한 EPDM 내 ENB 함량이 높을수록 소재의 가교밀도(crosslink density)가 증가하지만, 동적가교(dynamic vulcanizate) 과정 중 PP에 분산된 EPDM particle의 크기가 감소한다. 이로 인해 증가된 EPDM/PP 계면 간 면적 증가로 인해 계면 미끄러짐에서 기인한 손실탄성률(loss modulus)이 24.7% 증가하여 댐핑 특성이 향상되었다. 재료설계인자에 따른 물성분석을 바탕으로 최적 소재(낮은 PP 비율(14 wt%), 높은 ENB 함량 (8.9 wt%))를 배합한 결과 소재 댐핑 특성(tanδ peak)은 기존 소재(PP27, EPDM/PP 30/27, ENB content 5.7 wt%) 대비 140% 증가하여 재료설계인자에 따라 댐핑 특성을 제어할 수 있음을 확인하였다. 설계된 소재의 글라스 마찰 소음 개선 효과를 확인하기 위해 stick-slip 시험을 통해 마찰 소음을 평가하였다. 소재 댐핑 특성이 향상됨에 따라 마찰 진동의 가속도 peak가 약 57.9% 감소하였다. 이러한 결과로부터 재료설계인자에 따른 소재 댐핑 특성 향상을 통해 인너벨트 웨더스트립의 글라스 마찰 소음을 개선할 수 있음을 확인하였으며, 향후 소재 재료설계인자에 따른 물성 제어를 통해 부품의 요구 성능에 맞는 다양한 재료설계에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권7호
• /
• pp.58-65
• /
• 2019

폴리머 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 경화시간이 짧고, 압축, 인장, 휨, 부착강도, 마찰저항성, 마모감량 등이 우수해 건축 재료로써 폭넓은 활용이 기대되는데, 특히, 레진 바인더와 골재만의 결합으로 이루어진 폴리머 콘크리트는 진동 감쇠 성능이 우수하여, 다양한 보강재로의 활용과 관련한 연구가 진행되고 있다. 한편, 이러한 폴리머 콘크리트가 일반 콘크리트 및 일반 방진보강재를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성, 동적 특성, 생산성 및 현장 적용성 등을 고려한 진동저감 성능에 대한 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 에폭시 혼입비율별 물리적, 동적 특성을 일반 콘크리트와 비교한 결과, 압축, 인장, 휨, 부착강도가 상당히 우수한 결과를 보였으며, 특히 인장강도는 4~6.5배 이상 큰 차이를 보였다. 폴리머 콘크리트의 기본적인 물리적 특성에 근거하여 폴리머 콘크리트의 일반적인 사용성에 대해 검토함과 동시에, 에폭시 혼입비율에 따른 동적 특성인 감쇠비를 해석 모델과 실험을 통해 도출하여 검토한 결과, 폴리머 콘크리트의 동적 강성은 일반 콘크리트의 동적 강성 보다 20% 높고, 손실률은 약 3배 정도 높은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권9호
• /
• pp.3190-3195
• /
• 2010

고무재료의 비선형적인 특성으로 인해 고무재질 방진 마운트의 탄성계수와 감쇠계수는 주파수에 따라 달라진다. 따라서 고무재질의 방진 마운트 설계 시 마운트의 동적 특성을 반드시 고려해야만 한다. 특히, 수치해석을 수행하는데 있어 해석결과는 마운트의 동적 강성 고려 여부에 따라 크게 달라진다. 본 논문에서는 한국 해군에서 승인되어 사용되고 있는 특정 표준 마운트에 대해 실험적으로 동적 특성을 정의하였으며, 이러한 동적 특성을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대해 수행한 수치해석 결과와 실험 결과를 비교하였다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제46권3호
• /
• pp.186-194
• /
• 2011

셀룰로오스계 천연섬유인 kenaf를 천연고무와 함께 균일하게 배합한 후 압축성형 방법을 사용하여 천연섬유/천연고무 복합재료를 제조하였으며, 이들의 가황거동, 경도, 인장특성, 인열강도 및 정적, 동적 특성에 미치는 kenaf 섬유함량의 영향을 조사하였다. 복합재료를 구성하는 천연섬유의 함량은 천연고무 및 배합제 대비 0, 5, 10, 15, 20 phr이었다. 실험결과 천연고무의 여러 가지 특성이 kenaf 섬유의 함량에 의존한다는 것을 나타내었다. Kenaf 섬유함량이 증가함에 따라 천연고무의 가황에 요구되는 토크는 높아진 반면 가황시간은 감소되었다. Kenaf/천연고무 복합재료의 경도, 인장탄성률과 인열강도는 섬유함량이 증가할수록 점차적으로 증가한 반면, 인장강도와 파단신장률 은 감소하는 경향을 보여주었다. 또한 kenaf 섬유함량이 증가함에 따라 천연고무의 정적 특성보다는 동적 특성의 변화가 더욱 크게 나타났다. 고무에 가해지는 에너지의 감쇄 또는 흡수와 밀접한 관계가 있는 손실인자도 섬유함량에 비례하여 증가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.90-94
• /
• 2021

주거지에서의 정숙함에 대한 관심이 높아짐에 따라 구조물에서 발생하는 소음을 최소화할 필요가 있다. 중요한 소음원 중 하나는 엘리베이터 작동 소음이다. 엘리베이터는 층 사이에서 작동하며 인근 생활 공간에 상당히 성가신 소리를 생성한다. 입주민들에게 성가심을 유발하는 주요 소음원으로 인식되고 있다. 엘리베이터는 층간 이동을 위해 여러 위치에서 건물 구조에 지지되어 있다. 본 연구에서는 지지 위치에 폴리머 콘크리트를 사용하여 진동을 감소시키는 것을 실증하였다. 시멘트 콘크리트와 폴리머 콘크리트에 지지했을 때의 진동 발생량을 측정 및 비교하여 소음 저감 성능을 평가하였다. 폴리머 콘크리트는 승강로를 모방한 벽에 삽입되는 형태로 제작되었다. 브라켓에 충격진동을 인가하고 진동전달크기를 측정하였다. 감쇠비는 과도응답의 정규화 및 곡선맞춤을 통해 평가하였고, 각 레진 혼합 질량비에 대하여 비교하였다. 폴리머 콘크리트를 사용하여 구조적 강성에 대한 손실 없이 효과적인 방식으로 진동 발생을 감소시킬 수 있다.