알루미늄 폼 복합재료로 된 접합된 DCB 시험편의 구조 해석에 관한 연구

최해규(Choi, Hae-Kyu),김세환(Kim Sei-hwan),조재웅(Cho Jae-Ung) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.4

본 논문에서는 알루미늄 폼 복합재료로 된 DCB(이중외팔보) 시험편의 파괴 거동을 시뮬레이션 해석하였다. 시뮬레이션 해석에 사용된 모델은 영국 공업규격과 ISO국제규격에 의거한 3D 형태로 하였다. 모델의 두께가 두꺼울 수록 발생한 크랙의 길이가 길게 나타났고, 높은 하중이 발생하였다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 알루미늄 폼 재질로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 파괴거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다. In this study, the fracture behaviour of DCB(double cantilever beam) specimen with aluminum foam composite materials is analyzed by simulation. The used model is 3D configuration on the basis of British industrial standard and ISO international standard. As the thickness of model is increased, the length of propagated crack is increased and the load becomes higher. The analysis result obtained by this study can be applied at the practical composite structure bonded with aluminum foam materials. The fracture behaviour is analyzed and the mechanical property can be understood.

자동차 시트의 플라스틱 서스펜션 매트의 진동과 피로해석에 관한 연구

최해규(Choi, Hae-Kyu),김기선(Kim Key-Sun),김세환(Kim Sei-hwan),조재웅(Cho Jae-Ung) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.2

본 자동차 서스펜션 매트는 자동차 시트 백 프레임에 장착되며, 탑승자의 등 부위에 가해지는 압력을 시트 서스펜션 매트로 받쳐줌으로써 압력이 집중되는 것을 방지하여 운전시 피로감을 최소화하고, 안락감을 증대할 수 있 는 역할을 한다. 본 연구에서는 플라스틱 재질로 개발된 서스펜션 매트를 3D 모델링 하고, 진동 및 피로해석을 수행 하였다. 해석 결과 플라스틱 서스펜션 매트의 고유 진동수는 30 Hz, 수명은 10<SUP>6</SUP> Cycle, 안전계수는 1.6055의 해석 결 과를 얻었다. 이러한 해석적 기법을 활용하면 시트 설계 부분에서 그 개발 시간 및 평가 비용을 절감할 수 있을 것으 로 사료된다. Automotive suspension mat is installed at seat back frame. As the back part of passenger is aupported by suspension mat, it is prevented from the pressure concentration. The tired feeling at driving is minimized and the comfortable feeling is increased. In this study, vibration and fatigue are analyzed with plastic suspension mat modelled by 3 Dimension. By the analysis result, the natural frequency becomes 30 Hz with life of 10<SUP>6</SUP> cycle and safety factor of 1.6055. Development time and evaluation cost can be cut down by utilizing this analytical technique.

접착제로 접합된 DCB 시험편의 피로 해석에 관한 연구

최해규(Choi, Hae-Kyu),홍순직(Hong, Soon-Jik),김세환(Kim Sei-hwan),조재웅(Cho Jae-Ung) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.7

본 논문에서는 접착제로 접합된 DCB(이중외팔보) 시험편의 피로 해석을 수행하였다. 두께가 25 mm 및 40 mm인 두 모델들의 피로수명과 피로손상의 해석 결과를 비교해보면, 두께 25 mm인 모델이 두께 40 mm인 모델에 비 하여 수명과 손상이 불리한 것으로 나타났으며 불규칙 피로하중에서는 ‘SAE transmission’에서 가장 불리한 값을 나 타냈다. Rainflow matrices에서는 ‘SAE bracket history’에서 가장 취약한 것으로 나타났다. Damage matrices에서는 상 대적으로 두께 25 mm인 모델이 불리한 모습을 보였지만, 상대적인 손상 가능성에서는 두께 40 mm인 모델이 더 높은 것으로 나타났다. 또한 ‘SAE transmission’에서 가장 안정한 경향을 보이고 있고 상대적인 손상으로서 약 1.1 에서 1.8 % 정도로 가장 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 접착제로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용 시켜 파괴거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다. In this study, the fracture behaviour of DCB(double cantilever beam) specimen with aluminum foam composite materials is analyzed by simulation. By comparing the analysis results with two models of 25 mm and 40 mm, the model with thickness of 25 mm is weaker than 40 mm at fatigue life and damage. Two models are unfavorable at ‘SAE Transmission’ in case of nonuniform fatigue load and rainflow matrices are weakest at ‘SAE Bracket history’. In damage matrices, the model with 25 mm of thickness is weaker than the model with 40 mm of thickness but the model with 40 mm of thickness relative damage possibility is higher than in case of 25 mm. As two models are safest at ‘SAE Transmission’, the relative damage becomes the lowest value from 1.1 to 1.8 %. The mechanical property can be investigated by applying these analyses results with the real composite structure bonded with adhesive and analyzing fracture behaviour.

자동차 연소실 효율 향상을 위한 와류장치 연구

최해규(Choi, Hae-Kyu),국정한(Kook, Jeong-Han),유중학(Yoo, Joong-Hak),김세환(Kim Sei-hwan),김기선(Kim Key-Sun),조재웅(Cho Jae-Ung) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.7

자동차의 연비개선을 위한 대책으로 연소 효율 증대를 위해서 흡입라인에 연소실의 와류를 형성시켜주는 장 치를 모델링하였다. 와류발생장치가 장착되지 않은 것과 와류발생장치의 형태가 다른 모델들을 각각 장착하여 유동해 석을 실시한다. 와류발생장치는 공기의 연소실 흡입 전에 설치되어 와류발생장치의 날개에 의해 흡입공기를 휘감으며 와류를 발생시키게 된다. 본 연구에서는 와류발생장치를 사용함으로써 흡입 공기의 유동과 흡입행정의 압력분포를 해 석하여 와류발생장치의 효과를 조사할 수 있다. As the step to improve fuel efficiency, there is the system to build up the eddy of combustion chamber at the suction line in order to increase the combustion efficiency. The models installed with no vortex generation system or with various shapes of the system are examined by fluid analysis. Vortex generation system is installed prior to the suction of combustion chamber. The wing of this system winds itself around the suction air and generates the vortex. This study investigates the flow of suction air and the pressure distribution of suction stroke by using the eddy generation system.

파워 피스톤 모듈을 이용한 고효율 클러치 설계

최해규(Hae Kyu Choi),박동훈(Dong Hoon Park) 유공압건설기계학회 2015 드라이브·컨트롤 Vol.12 No.4

자동차용 배터리 포스트 클램프의 최적화에 관한 기초적 연구

최해규(Choi, Hae-Kyu),이희성(Lee, Evan),김춘식(Kim, Choon-Sik),김세환(Kim Sei-hwan),조재웅(Cho Jae-Ung) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.12

Battery post clamp는 자동차부품 중 전원 케이블에 결합되어 축전지의 각각의 단자에 고정을 시켜주는 역할을 한다. 본 연구에서는 Battery Post Clamp의 단품을 가지고 재료비 절감과 차량의 무게 감소에 의하여 최적설계를 수행하 였다. 설계 변수들로서 최적화함으로서 응력 및 변형량을 구하였으며, 본 연구를 통한 설계에 의해 개선된 모델을 기존 모델과 비교하였다. 이러한 최적화 값들은 배터리 부품 제조 현장에서 유용하게 적용할 수 있다고 사료된다. Battery post clamp has the role to fix each of terminals at electric condenser by connecting with the cable of power source. In this study, optimum design was achieved by reducing the material cost and the weight of vehicle with one part of battery post clamp. Stress and displacement were obtained by optimizing with design variables. The advanced model by the design through this study were compared with the original model. These optimum values can be applied usefully with the manufacturing field of battery component.

시트 백 프레임의 형상에 따른 구조 해석에 관한 연구

김성수(Kim Seong-Soo),최해규(Choi, Hae-Kyu),최두석(Choi, Doo-Seuk),김세환(Kim Sei-hwan),오범석(Oh, Bum-Suk),조재웅(Cho Jae-Ung),국정한(Kook, Jeong-Han) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.3

승차감이나 안전에 관련된 부분 중 하나인 자동차 시트는 차량 주행시 전달되는 충격이나 진동을 적절하게 흡수하여 승객에게 안락성을 제공한다. 또한 이러한 여건을 만족시키면서 승객의 안전을 보장하는 충분한 강성과 강 도를 가져야 한다. 자동차 시트는 2가지의 모델로 설계를 하고 구조 해석을 하였다. 그 결과, 시트 백 프레임의 모델 (b)가 (a)보다 적은 변형량과 피로 수명을 보였고. 모델의 중앙에 해당되는 허리부분에서 가장 많은 변형량과 파손 가 능성을 보였다. 고유진동수를 적용한 진동해석에서, 모델(a)의 경우는 모델의 바깥쪽에서 안쪽으로 변형이 되었고, 모 델(b)의 경우는 모델의 안쪽에서 바깥쪽으로 변형이 되었다. 전반적으로 모든 면에서 모델(b)가 (a)보다 구조적으로 안 전하다고 사료된다. The Automotive seat is the component related at passenger feeling and safety. It absorbs the impact or vibration and supplies the comfortableness. It must also have sufficient rigidity and strength to satisfy these given conditions. Two kinds of seat models are designed and studied by structural analysis. Seat back frame (b) has lower deformation and fatigue life than (a). Most deformation and damage possibility is shown at the waist, that is the middle of model. On the vibration analysis at which natural frequency is applied, model (a) has the deformation from outside to inside of model, but model (b) has the deformation from inside to outside of model. Model (b) is safer than model (a) structurally at most cases.

접착제로 접합된 이중외팔보 알루미늄폼의 파괴 거동에 관한 연구

방혜진(Hye-jin Bang),이상교(Sang-kyo Lee),조종두(Chongdu Cho),조재웅(Jae-ung Cho),최해규(Hae-kyu Choi) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.5

본 논문에서는 초기균열을 갖고 있는 폐포형 구조, 발포알루미늄의 축방향 기계적 거동을 실험 및 유한요소해석으로 연구하였다. 재료시험에서 MTS 사의 10kN Landmarks 를 사용하여, 모드 I 형상의 15mm/min 의 하중속도로 변위를 제어하였다. 또한 유한요소해석 범용프로그램인 ABAQUS 6.10 으로 3 차원 형상의 실험과 동일한 조건으로 모델을 구성하여 해석을 수행하였다. 실험의 축방향 변위-하중 그래프와 시간에 대한 균열 길이를 기반으로 에너지 해방률을 계산하였으며, 이 값을 해석에서 파손 에너지조건으로 사용하였다. 결과적으로 변위 값에 따른 하중 거동을 확인할 수 있었으며, 발포알루미늄이 접착제에 비해 상대적으로 큰 밀도와 탄성계수를 가지므로 발포알루미늄의 변형이 상대적으로 작다는 것을 확인할 수 있었다. In this study, closed-cell aluminum foam with an initial crack was investigated to produce an axial load-time graph. Using the 10-kN Landmarks of MTS Corporation, a 15-mm/min velocity of mode I shape was applied to the aluminum foam specimen using the displacement control method. ABAQUS 6.10 simulation was used to model and analyze the identical model in three dimensions under conditions identical to those of the experiment. The energy release rate was calculated on the basis of an axial load-displacement graph obtained from the experiment and a transient image of the crack length, and then an FE model was analyzed on the basis of this fracture energy condition. The relation between load and displacement was discussed; it was found that the aluminum foam deformed somewhat less than the adhesive layer owing to the difference in elastic modulus.

이중외팔보 알루미늄폼의 파괴 거동에 관한 연구

방혜진(Hye-jin Bang),이상교(Sang-kyo Lee),조종두(Chongdu Cho),조재웅(Jae-ung Cho),최해규(Hae-kyu Choi) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.11

Aluminum foam has developed in many commercial fields, especially transport machines division as a kind of porous metal. In this paper, Aluminum foam with the initial crack and closed cell form is used to take the axial load-time graph. It is fabricated with adhesively bonded DCB (Double Cantilever Beam) form and accordance with BS (British Standard) and ISO international standard. Using 10 kN Landmarks of MTS Corporation, 15 ㎜/min velocity of mode I shape is applied to aluminum foam specimen with displacement control method. And ABAQUS 6.10 is used to model and analyze the same model as a three dimension with same condition of experiment. Based on the result of axial load-displacement graph of experiment and image of that included of crack length depended on the time, energy release rate will be calculated and then the model is analyzed with this fracture energy condition. As a result, it is shown that different force aspect according to the displacement value and there is not big deformation in aluminum foam while Double Cantilever Beam get the force due to aluminum foam has bigger density and modulus than adhesive. Also, the similar maximum value is calculated using finite element method of cohesive element comparing with experiment.