고무 소재 메타물질을 활용한 샌드위치 복합재료 진동/소음 평가
저자
정효균(H. G. Jeong) ; 김민겸(M. K. Kim) ; 윤재원(J. W. Yun) ; 이주은(J. E. Lee) ; 오병주(B. J. Oh) ; 김윤철(Y. C. Kim) ; 서종환(J. Suhr)
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발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
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수록면
302-302(1쪽)
제공처
샌드위치 복합구조는 항공기에 활용되고 있는 구조로 경량, 고강도(High Strength) 및 고강성(High Stiffness) 특성이 탁월하다는 이점이 있다. 하지만 기존의 샌드위치 복합재료는 Face Sheet 을 탄소강화복합재료(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)를 활용하고 코어를 Honeycomb 구조를 활용하여 진동 소음에 취약한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 경량 고강도/ 고강성 기계적 특성을 유지한 채 진동/소음 저감 특성을 개선한 새로운 개념의 샌드위치 복합재료를 개발하고 이를 평가하고자 한다. 기존 샌드위치 복합재료의 단점을 개선하기 위해, Face Sheet 은 CFRP 를 활용하고 코어 구조는 고무(Rubber-like) 소재의 자연 모방(Bio-inspired Material) 혹은 메타물질(Metamaterial)을 활용하여 샌드위치 복합재료를 제작하였다. 진동으로 인한 소음 특성을 분석하기 위해 Wave Numbers, Frequency Response Function (FRF) 및 모드 형상을 분석하였고, 기존의 샌드위치 복합소재 특성과 비교하였다. 분석 결과, 자연 모방 혹은 메타 물질의 진동/소음 저감 특성이 기존의 샌드위치 복합소재 보다 탁월한 것을 확인하였다. 형상에 따라 크게 격자형(Lattice/Truss), 판형(Plate), 발포형(Foam), 외피형(Shellular) 메타 물질로 설계하였으며, 형상별 응답함수 특성이 상이한 것을 관측하였다. 본 연구에서 개발한 샌드위치 복합재료는 향후 샌드위치 복합소재가 활용될 수 있는 항공, 드론, 도심형 플라잉카 등의 다양한 산업군에 적용 가능할 것으로 사료된다.
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