본 연구에서는 알루미늄 폼을 TDCB 형태의 시험편으로 설계하여 ModeⅡ 조건에서의 정적 거동 실험 및 전단 피로 실험을 통해 평가 및 검토하였다. TDCB 시험편 모델들의 길이와 두께는 각각 200mm 와 25mm이고, 접착면의 각도는 6°에서 12°까지 2° 간격으로 4가지의 모델을 모델링을 하였다. 세 가지 모델의 실험 과정을 데이터화한 그래프들을 비교해 보면 같은 피로하중 조건에서는 모델의 경사진 각도가 클수록 피로하중을 견딜 수 있는 사이클 수가 많은 것을 알 수 있다. 실제 실험에서와 유사한 결과를 보이기 때문에 본 연구에서 수행한 유한요소법 해석 결과에 대한 검증을 할 수 있었고, 이와 같은 방법을 이용하면 많은 비용과 시간이 들어가는 실험 대신에 시뮬레이션만으로도 그 구조적 안전성을 파악할 수 있을 것으로 사료된다.

Recently, the light weight and the safety of automobile are the important targets of automotive design and the parts for car have been substituted the plastic or the porous material for the steel material. As the aluminium foam has many pores at its surface, it has the fatigue property of bonded face which differs from general material. In this study, two dimensional model is designed and performed with the fatigue analysis as the variable(θ value) becomes the slant angle of bonded face at the specimen with the aluminium foam. As the analysis result on the models with the slant angles of 6°, 8° and 10°, the bonding forces are disappeared when the fatigue loads are repeated during 4000 cycle, 4500cycle and 5000cycle respectively. By comparing with the analysis results of three models, the fatigue cycle to endure fatigue load becomes larger as the slant bonded angle becomes higher. So, the structural safety can be seen by applying only as only a simulation of finite element method instead of the experiment where much cost and time is spent. In this study, the configuration of aluminum foam is designed with the shape of TDCB Mode II. The shear fatigue strength of the bonded structure can be evaluated by the analysis program of ANSYS.

In this study, the specimen of tapered double cantilever beam(TDCB) with aluminum foam is designed and shearing fatigue strength is based on the investigation of static behaviour analysis under the condition of mode Ⅱ. These specimen models have length and width of 200 mm and 25 mm. The inclined angles of adhesive face at the specimens are 6°, 8 °and 10°. As the inclined angle becomes higher, the time for which the model can not be broken during fatigue load becomes longer. The shearing strength of TDCB bonded structure with aluminum foam applied by shearing fatigue load can be evaluated through finite element method.

In this study, tapered double cantilever beam bonded with aluminum foam composite is modelled and analyzed by finite element analysis. The bonding strength on Mode II of this structure is evaluated and investigated. In cases of inclined angles of 6°, 8° and 10°, maximum equivalent stresses occur 1.29, 1.59 and 2.6 MPa respectively at the range of forced displacement of 5 to 6 mm. And maximum reaction forces become 186, 208 and 235 N individually at this range of displacement in these cases. By the analysis result on 3 kinds of models, the maximum reaction load increases as angle of inclination of model increases. And the elapsed time to approach the maximum load and the time to disappear away become shorter. This study result can be applied into the real composite structure with aluminum foam in case that the surface bonded with adhesive is inclined. This fracture behavior can also be investigated and the impact property can be examined

차량, 수송, 조선 등 많은 산업이 발전함에 따라 기계장치를 구성하고 있는 각종 재료의 특성 또한 날로 발전하고 있다. 과거 단순 강만 사용하여 기계를 설계하던 것과 달리 현재는 특수합금강과 복합재료를 사용하여 기계의 성능을 향상시키고 있다. 이처럼 많은 산업 분야에서 재료의 특성을 파악하여 적시 적소에 사용하여 기계를 설계하는 것은 기계설계자들에게 매우 중요한 과제가 되었다. 본 논문에서는 알루미늄 폼 복합재료로 된 TDCB(이중외팔보) 시험편의 파괴 거동을 시뮬레이션 해석과 실험 검증하였다. 실험과 해석에 사용된 모델은 영국 공업규격과 ISO국제규격에 의거한 3D 형태로 하였다. θ=12°일 때의 해석 결과로 한쪽 Beam이 일정한 속도로 이동하면서 접착력에 대한 반력이 발생하는데 Beam이 약 5mm 이동하였을 때 약 270N의 최대 반력이 나타나는 것을 볼 수 있다. 본 연구에서는 실험과 유한요소법을 통한 비교분석으로 물성데이터를 확보하고, 실험결과와 해석결과의 유사성을 검증하여 보다 쉽고 빠른 소재의 특성을 파악하는 방법을 검증해 보았다.

In this study, recliner is modelled and compared with 2 types of models as conventional recliner and round recliner by investigating stress and displacement through strength analysis. The maximum deformation of 0.018mm at round recliner is much smaller than that of 0.18mm at conventional recliner. It can be seen that the round recliner has more safety than conventional recliner. Round recliner model has more durability and safety than conventional model by the result of structural and vibration analysis. The model design of automotive recliner can be designed effectively at applying the safe driving of automobile practically by using the result of this study.

차량용 시트는 쿠션부와 철제 구조물로 되어 있는데 철제 구조물은 프레임, 레일, 리클라이너로 구성된다. 특히 시트의 안정성과 직결된 리클라이너(Seat recliner)부품의 복합 성형제품은 파인블랭킹 제조기술을 활용하여 제작하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 열처리 된 구조용강이 적용된 리클라이너를 CATIA 프로그램을 사용하여 3D 모델링하였으며, 이를 유한요소 해석 프로그램을 사용하여 라운드 리클라이너와 기준의 리클라이너의 강도 해석의 하중전달 경로, 응력 및 변형률을 연구하였다. 따라서 본 연구에서는 라운드 리클라이너와 기준의 리클라이너의 강도 해석의 응력 및 변형률을 비교/분석하였으며 기계적 특성을 파악했다.