CFRP/Metal 접합에서 blind-hole 가공과 trough-hole 가공에 따른 SPR 접합부 특성 비교 평가
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2021
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Korean
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학술저널
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329-329(1쪽)
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차량 경량화를 위하여 고강도강, 비철금속, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)와 같은 경량 소재의 적용이 증가하고 있다. CFRP는 무게 대비 강도가 높은 장점을 가지고 있어 경량소재로 각광을 받으나 용융기반의 접합이 어렵기 때문에 기계적 체결 방식이 제안되고 있다. SPR(Self-Piercing Rivet)은 홀 가공이 요구되지 않은 성형기반 기계적 체결 기술이며, CFRP가 적용되는 이종소재 접합에 장점을 가진다. 그러나 강도확보를 위한 CFRP의 두께 증가가 요구될 경우 높은 강도와 상온에서 성형 불가능은 SPR 접합성능의 저하가 발생한다. 따라서 SPR 접합성을 향상시키기 위하여 CFRP의 홀 가공 혹은 부분적 홀 가공이 요구된다. 본 논문에서는 SPR 접합을 이용하여 CFRP/Metal 조합에서 CFRP 위치에 blind hole, through hole 방식의 홀 가공 기법 적용에 따른 접합부 특성을 비교하였다. Blind-hole 가공은 CFRP에 부분적인 깊이를 형성하는 가공하는 방식이며 through-hole 가공은 CFRP를 관통하며 홀을 형성하는 가공 방식이다. CFRP(2.3 mm)/SPFC590DP(1.0, 1.4, 2.3 mm) 조합에서 blind-hole 가공을 적용하였으며, 홀 깊이의 차이에 따른 접합성을 평가하였다. 전단인장하중은 SPFC590DP 2.3 mm, blind-hole 깊이 1.0 mm일 경우 5.9 kN으로 가장 높았다. CFRP(2.3 mm)/GI980(1.2 mm) 조합의 경우 GI980 소재의 높은 강도와 낮은 성형성 때문에 하판 크랙이 발생하였다. CFRP에 through hole 가공과 Al 덧댐판을 적용하여 접합성을 평가하였다. 덧댐판의 두께 변화를 하였으며 덧댐판의 두께가 2.0 mm일 때 최대 전단인장하중은 5.8 kN으로 측정되었다.
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