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형상기억합금을 삽입한 복합 재료 구조물의 저속 충격 특성 = Low velocity impact characteristics of composite structures with embedded shape memory alloys
서명 / 저자 형상기억합금을 삽입한 복합 재료 구조물의 저속 충격 특성 = Low velocity impact characteristics of composite structures with embedded shape memory alloys / 임미선.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2009].
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Fiber reinforced laminated composite materials are widely used in various fields for weight savings. They have high strength and stiffness to density ratio, but they are weak to damage from impact loading. Since the shape memory alloys (SMAs) show pseudoelastic behavior and have high strain to failure ratio, they have an ability to absorb large amount of energy. For this reason the impact resistant characteristics of composite structures can be improved by embedding SMAs. In this paper, the impact resistant characteristics of composite structures with embedded shape memory alloys and the effect of embedding SMAs were experimentally investigated. The tensile tests of SMA wires were done with various temperatures to identify thermo-mechanical properties of SMAs. Then low velocity impact tests of several kinds of composite structures were performed. In these tests, four kinds of structures (composite structures with embedded SMAs wires, iron wires, aluminum wires, and without any embedding wires) were used. The test results show that composite structures with embedded SMAs stand more contact force and absorb more impact energy. Moreover they have smaller deflection and damage area after incipient damage occurrence than those of conventional composite structures and composite structures with embedded iron/aluminum wires. These results show that SMAs embedded in composite structures play an important role in improving the impact resistant characteristics of composite structures.

섬유 강화 복합 재료는 경량화가 요구되는 분야에서 널리 이용되고 있다. 이는 우수한 비강성과 비강도를 갖지만, 충격 하중으로부터 약한 단점이 있다. 형상기억합금은 특성 온도 이상에서 의탄성 거동을 하고, 높은 극한 변형률을 갖기 때문에 많은 양의 에너지를 흡수 할 수 있는 특징을 띈다. 이러한 특징으로 인해 형상기억합금을 복합 재료에 삽입함으로써 복합 재료의 충격 저항 특성을 향상 시킬 수 있다. 본 연구에서는, 형상기억합금을 삽입한 복합 재료 구조물의 충격 저항 특성과 형상기억합금을 삽입하는 것의 효과를 실험적으로 확인하였다. 형상기억합금의 열-기계적 특성을 구하기 위해 다양한 온도에서 형상기억합금 선의 인장 실험을 수행하였다. 그 후 몇 종류의 복합 재료 구조물에 대해 저속 충격 실험을 수행하였다. 이 충격 실험에서는, 형상기억합금 선, 철 선, 알루미늄 선을 삽입한 복합 재료 구조물과 아무 것도 삽입하지 않은 복합 재료 구조물, 4 종류의 구조물이 사용 되었다. 실험 결과로부터 형상기억합금을 삽입한 복합 재료 구조물이 더 많은 접촉력을 견디고 더 많은 충격 에너지를 흡수하는 것을 확인 할 수 있었다. 게다가 손상이 처음 발생하고 난 후, 기본 모델과 철 및 알루미늄 선을 삽입한 복합 재료 구조물에 비해 변위 변화도 적고, 손상 면적 또한 작게 나타났다. 이 결과들은 복합 재료 구조물에 삽입한 형상기억합금이 복합 재료 구조물의 충격 저항 특성을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여 준다.

서지기타정보

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청구기호 {MAE 09018
형태사항 vii, 63 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Mi-Sun Rim
지도교수의 한글표기 : 이인
지도교수의 영문표기 : In Lee
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 60-63
주제 Shape Memory Alloys;composite;low velocity impact;pseudoelasticity;damage
형상기억합금;복합재료;저속충격;의탄성;손상
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