AI/CFRP 혼성튜브의 적층각과 단면형상에 따른 축방향 압궤 특성 = Axial Collapse Characteristics of AI/CFRP Compound Tubes by Orientation angles and Cross-sections
저자
김선규 (익산대학 자동차과) ; 이길성 (조선대학교 대학원 기계설계공학과) ; 김성훈 (조선대학교 대학원 기계설계공학과) ; 차천석 (순천대학교 기계자동차공학부) ; 김정호 (조선대학교 기계정보공학과) ; 양인영 (조선대학교 기계정보공학과)
발행기관
朝鮮大學校 機械技術硏究所(THE RESEARCH INSTITUTE OF MECHANICAL TECHNOLOGY CHOSUN UNIVERSITY)
학술지명
機械技術硏究(THE JOURNAL OF THE INSTITUTE RESEARCH OF MECHANICAL TECHNOLOGY)
권호사항
발행연도
2004
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
수록면
179-190(12쪽)
제공처
알루미늄은 수송기계용 구조부재로 널리 쓰이고 있으며 복합재료가 이러한 수송기계용 구조부재로 쓰일 때 경량화와 많은 에너지 흡수 측면이 기대된다. 알루미늄 튜브는 CFRP(탄소 섬유 강화 복합재료)튜브에 비해 압궤하중은 낮지만 안정적인 소성변형에 의해 압궤되는 반면 CFRP 튜브는 알루미늄 튜브에 비해 압궤하중은 높지만 불안정한 취성파괴에 의해 압궤된다. 따라서 알루미늄과 CFRP의 조합은 안정적이며 뛰어난 에너지흡수를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 알루미늄 원형과 사각튜브의 외측을 CFRP로 감싸 Al/CFRP 혼성튜브를 제작하여 축방향 압궤특성에 관하여 연구하였다. 알루미늄 튜브와 CFRP 튜브의 압궤특성을 기초로 하여, Al/CFRP 흔성튜브의 이방성 재료인 CFRP의 적층각과 단면형상의 변화를 주었다. 실험결과, Al/CFRP 흔성튜브는 알루미늄 튜브의 좌굴을 계기로 하여 CFRP 튜브의 불안정한 취성파괴의 단점을 보완하였다. 경량화 측면에서 단위 질량당 흡수에너지는 원형튜브가 사각튜브에 비해 약 45~70% 이상 높았으며 CFRP 적충각이 90˚일 때 가장높았다.
더보기Aluminum materials have been widely used in various vehicle structures. If composite materials are applied to vehicle structures, it is expected that not only the weight of the vehicle is decreased but also it absorb large amounts of energy. Aluminum tubes are lower than CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) tubes in the collapse load but absorb energy by stable plastic deformation. On the other hand, CFRP tubes are higher than aluminum tubes in the collapse load but absorb energy by unstable brittle failure. The combination of aluminum and composite may result in stable deformation and excellent energy absorption efficiency. The compressive axial collapse tests were performed to investigate collapse characteristics of Al/CFRP compound tubes which are aluminum tubes wrapped with CFRP outside the aluminum circular and square tubes. Based on collapse characteristics of aluminum tubes and CFRP tubes respectively, the axial collapse tests were performed for Al/CFRP compound tubes which have different CFRP orientation angles and cross-sections. Test results showed that Al/CFRP compound tubes supplemented the unstable brittle failure of CFRP tubes due to ductile nature of inner aluminum tubes. In the light-weight aspect, Absorbed energy per unit mass of circular tubes was higher than square tubes'. Absorbed energy per unit mass showed highest when CFRP orientation angle was 90 degrees.
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