벌집모양 고분자 시트의 기계적 변형 = Mechanical Deformation of Honeycomb-Structured Polymer Sheets

국문 초록 (Abstract)

패턴된 고분자 구조물의 구조와 특성 사이의 관계를 파악하기 위하여, 이차원 벌집모양 구조를 갖는 고분자 시트를 제작하고 이들의 기계적 특성을 대칭 구조에 따라 조사하였다. 재료 자체의 고유한 물성인 영스 모듈러스는 대칭 구조에 따라 변화하지 않았다. 고분자 시트 내에서 정공들의 배치는 벌집 구조의 면을 따라 배치되는 것보다 꼭짓점으로 배치된 경우 인장력이 감소하고 응력 분산 효과가 감소됨을 알 수 있었다. 특히, 벌집 구조의 대칭성이 변화함에 따라 인장력은 15° 주기로 진폭이 점차 증가하는 음의 사인파 형태로 나타났다. 컴퓨터 모사 결과와 실험 결과를 비교함으로써 벌집구조의 인장력은 홀 개수 뿐만 아니라 대칭축에 영향을 받는다는 사실을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To construct the structure-property relationships of patterned polymer architectures depending on their symmetry, mechanical properties of two-dimensional (2D) honeycomb-structured polymer sheets (HSPS) were investigated with respect to polar-angles of the honeycomb structure. The effective Young’s modulus does not depend on structural geometries. Holes aligned along the apex of HSPS were more effective in decreasing the tensile force and reducing stress concentration than those located along the plane. On varying polar-angles from 0 to 30, the tensile forces fluctuated up and down like an undamped negative sinusoidal wave with a wavelength of 15. On comparing experimental measurements with computer simulations, it was concluded that the tensile force depends on the number of holes as well as the symmetrical axes of the honeycomb structure.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. Introduction 1
• 1.1. Mechanical deformation of polymeric materials 1
• 1.2. Fabrication methods of patterned structures 5
• 1.3. Mechanical deformation of patterned structures 12
• Ⅱ. Experimental 16
• 2.1. Materials 16
• 2.2. Sample preparations 18
• 2.3. Experiments of HSPS 24
• 2.4. Computer simulations 24
• Ⅲ. Results and Discussion 25
• 3.1. Tensile property of rectangular-shaped specimen with respect to a number of holes 25
• 3.2. Tensile property of HSPS with respect to symmetry and polar-angles 36
• 3.3. Tensile property of HSPS with respect to sample thickness 47
• 3.4. Poissons ratio of HSPS 50
• 3.5. Tensile property of HSPS with respect to Youngs modulus 55
• Ⅳ. Conclusions 57
• Ⅴ. Reference 59
• Acknowledgement 64
• Publications 66