생체구조를 모방한 다층복합재료의 이방성 유효탄성계수 및 저속 충격 해석

국문 초록 (Abstract)

조개껍질과 같은 생체구조를 모방한 다층구조물의 이방성 유효탄성계수를 유도하는 방법을 제안하고, 유도된 이방성 유효탄성계수를 이용하여 생체구조를 모방한 다층구조물의 저속 충격 거동에 대하여 해석하였다. 생체구조와 같은 다층구조물의 평형방정식과 포텐셜 에너지 방법을 사용하여 이방성 유효탄성계수를 유도하였다. 유도된 이방성 유효탄성계수를 이용하여 생체모방구조물의 계층화를 표현하였고, 생체모방구조물에 대한 저속 충격 실험과 해석이 진행되었다. 해석 결과 미네랄과 단백질이 적층된 다층구조물의 변위는 단백질이 차지하는 비율이 클수록 더욱 큰 변위를 가지는 것을 확인하였다. 또한 충격력과 응력의 경우도 다층구조물의 부피비율과 계층화의 차수와 같은 요소들에 의해 많은 영향을 받는 것을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제2장 이론적 배경 3
• 2.1. 조개껍질의 계층구조 3
• 2.2. 포텐셜 에너지를 이용한 이방성 유효탄성계수 4
• 제3장 이방성 유효탄성계수 수치해석 13
• 제4장 충격이론 15
• 4.1. 저속 충격 특성 15
• 4.2. 접촉력 관계식 17
• 제5장 충격실험 18
• 5.1. 시편 제작 18
• 5.2. 지그 제작 19
• 5.3. 저속 충격 실험 20
• 5.4. 저속 충격 실험 결과 21
• 제6장 저속 충격 해석 23
• 6.1. 시뮬레이션 23
• 6.2. 단일 재료의 저속 충격 해석 25
• 6.3. 부피비율에 따른 다층구조물의 저속 충격 해석 26
• 6.4. 해석 결과 28
• 제7장 결 론 29
• 참고 문헌 31