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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

손홍붕 (공주대학교, 공주대학교 대학원)

지도교수
조재웅
발행연도
2015
저작권
공주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (5)

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Recently, weight reduction and safety are becoming important objectives in automotive engineering, and the materials used for automotive parts are being substituted from steel and iron to plastic or multi-porous materials. The adhesive strengths at mode II(sliding) of tapered double-cantilever beam (TDCB) specimens of aluminum foams bonded with adhesives were evaluated by finite element analysis. Models were fabricated for testing, and their length and thickness were 200 mm and 25 mm, respectively, while the angles between the adhesive layers and the horizontal direction for models were 6°, 8°, 10°, and 12°, respectively. The joint adhesive method was applied to the models that were made of Al-SAF40, aluminum foam. In order to make the crack in shear direction at the static experiment and simulation, one end of the loaded block was restrained with a frictionless support while the other end of the loaded block was set to be displaced at the rate of 0.1 mm/s in the adhesive layer. The comparison of analysis results between the 4 different models revealed that the larger the tilt angle θ of sliding mode was, the larger the maximum load became, while the time to reach the maximum load and the time taken until the load disappeared were shorter as the value increased in the displacement?force reaction curve. The load block on one side was locked in place using frictionless supports at the fatigue experiment and simulation, while a fatigue load was applied to the load block on the other side in the shearing direction. The fatigue load value was gained through static experiment, and was set to be lower than the maximum reaction load at each angle. While the fatigue load was being applied at 10Hz, displacement and load at each cycle as measured by the fatigue tester were examined. Comparing the graphs drawn with the analysis data for the four models, it can be seen that, under the same fatigue load conditions, the larger the angle of the taper, the larger the number of cycles for which fatigue load can be withstood. The comparison between experimental data and analysis data showed that results of analysis were similar to actual experiment. Therefore, the results from the final element method employed in this study can be said to be reliable. Applying this method, it is thought that it will be possible to investigate structural safety by using simulation only, in the place of testing, which is expensive and time-consuming. In addition, this method can be applied to real structures composed of aluminum foam composite materials bonded with adhesives by analyzing fracture behaviors and identifying mechanical characteristics.

목차

Ⅰ. 서론 1
1.1 연구배경 및 목표 1
1.2 알루미늄 폼 3
1.3 연구내용 5
Ⅱ. 이론적 배경 6
2.1 시험편 파손강도의 기본이론 6
2.2 Cohesive Zone Model (응집영역모델) 7
2.2.1 인장력-변위 관계 법칙 및 모델 파라메타 분석 7
2.2.2 피로 수명에 영향을 미치는 요인 9
Ⅲ. 정적 시험 11
3.1 시험편 및 시험 조건 11
3.1.1 TDCB시험편의 제작 11
3.1.2 실험 조건 설정 12
3.2. 시험 결과 및 고찰 14
3.2.1 정적 시험 결과 14
Ⅳ. 해석을 통한 정적 시험 검증 16
4.1 해석 모델 및 경계 조건 16
4.2 정적 시험 해석 데이터 비교 결과 17
4.2.1 θ=6°인 모델의 정적 시험 및 해석 결과 비교 17
4.2.2 θ=8°인 모델의 정적 시험 및 해석 결과 비교 19
4.2.3 θ=10°와 12°인 모델의 정적 시험 및 해석 결과 비교 21
Ⅴ. 피로 시험 및 해석 24
5.1 피로 시험 방법 및 조건설정 24
5.2 피로 시험 결과 26
5.2.1 θ=6°인 모델에 대한 피로 실험 결과 26
5.2.2 θ=8°인 모델에 대한 피로 실험 결과 27
5.2.3 θ=10°인 모델에 대한 피로 실험 결과 29
5.2.4 θ=12°인 모델에 대한 피로 실험 결과 30
5.2.5 네 가지 시험편들에 대한 피로 실험 결과 비교 32
5.3 피로 시험 결과 고찰 34
5.3.1 θ=6°인 모델에 대한 실험과 해석 결과 비교 34
5.3.2 θ=8°인 모델에 대한 실험과 해석 결과 비교 36
5.3.3 θ=10°와 12°인 모델에 대한 실험과 해석 결과 비교 37
Ⅷ. 결론 39
참고문헌 40
ABSTRACT 43

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