섬유강화복합재료를 사용한 일반용 경량화 자전거 프레임의 최적설계

윤원석; 김도형; 김학성

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저자정보: 윤원석 (한양대학교) 김도형 (한양대학교) 김학성 (한양대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제40권 제2호

발행연도: 2016.2

수록면: 147 - 156 (10page)

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본 연구에서는 자전거의 경량화를 위해 탄소섬유 복합재료, 유리섬유 복합재료, 케블라섬유 복합재료를 자전거 프레임의 재료로 사용하여 강도 설계 및 최적화를 수행하고 재료 성능을 비교하였다. 이를 위해 유럽표준위원회가 제시하는 자전거 안전사항을 기준으로 복합재료가 가진 이방적 특성을 활용하여 적층각 최적화와 두께 최적화를 수행하였다. 또한, 최적화된 무게, 복합재료의 강도와 비용을 바탕으로 Digital logic 방법으로 재료별 자전거 프레임의 성능을 비교하였으며 이를 통해 섬유강화복합재료를 사용한 자전거 프레임의 구조적 안정성을 확보하며 동시에 경량화를 수행할 수 있었고, 자전거 프레임에 적합한 복합재료를 선별할 수 있었다.

#Finite Element Analysis(유한요소해석) #Optimization(최적화) #Tsai-Wu Failure Criterion(Tsai-Wu 파손이론) #Bicycle Frame(자전거 프레임) #Composite(복합재료) #Digital Logic Method(Digital Logic 방법)

참고문헌 (9)

참고문헌 신청

Kwon, K. B. and Kim, H. K., 2008, Research of Structure Optimization of Bicycle Frame, Korea Institute of Sport Science.

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Chang, R. R., 2002, "Finite Element Analyses and Experimental Considerations of the Deflection and Failure Behaviour of an Asymmetric Laminate Composite Bicycle Handlebar," Proc Instn Mech Engrs, Vol. 216, pp. 207~218.

Kostopoulos, V., Markopoulos, Y. P., Giannopoulos, G. and Vlachos, D. E., 2002, "Finite Element Analysis of Impact Damage Response of Composite Motorcycle Safety Helmets," Composites Part B: Engineering, Vol. 33, Is. 2, pp. 99~107.

Al-Qureshi, H. A., 2001, "Automobile Leaf Springs from Composite Materials," Journal of Materials Processing Technology, Vol. 118, Is. 1-3, pp. 58~61.

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