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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강기주
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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무게 대비 높은 강도와 강성을 가지는 트러스형 주기적 다공질 금속은 미래 첨단 재료로서 주목을 받아 현재까지 다양하게 연구 되고 있다. 이러한 다공질 금속 중 WBK(Wire-woven Bulk Kagome)는 강성 와이어를 이용하여 Kagome 구조와 유사하게 제작하는 기술로 저렴한 비용으로 대량 생산에 적합하며 동시에 저밀도, 허니컴과 대등한 강도를 가지는 것으로 알려졌다.
한편 Auxetic은 Mechanical Metamaterials의 한 종류로 음의 포아송 비를 가지는 재료들을 의미한다. Auxetic 구조적 특징은 낮은 밀도, 높은 에너지 흡수력 및 파괴 저항력 등과 같은 장점을 가져 최근까지 다양하게 연구 발표 되고 있다. 그 중 이산화규소의 동질이상 중 하나인 크리스토발라이트 α 상태의 구조가 Auxetic 특성이 있음을 발견하였다. 또한 크리스토발라이트의 β 상 분자 구조는 3차원 Kagome와 매우 유사하고 α 상은 β 구조에 약간 변형된 형태이다.
본 연구에서는 WBK와 β상의 크리스토발라이트 구조가 매우 유사함에 주목하였다. 따라서 WBK를 α상의 크리스토발라이트와 흡사하게 제작하는 아이디어로 새로운 종류의 Auxetic 재료를 제작하는 기술을 제시한다. 또한, 이 제작 기술의 타당성을 입증하기 위해 단순 구조의 FEA 시뮬레이션을 수행하고 실제 제작하여 압축 실험을 통해 구조체의 기계적, Auxetic 특성을 측정하였다.
한편 Auxetic은 Mechanical Metamaterials의 한 종류로 음의 포아송 비를 가지는 재료들을 의미한다. Auxetic 구조적 특징은 낮은 밀도, 높은 에너지 흡수력 및 파괴 저항력 등과 같은 장점을 가져 최근까지 다양하게 연구 발표 되고 있다. 그 중 이산화규소의 동질이상 중 하나인 크리스토발라이트 α 상태의 구조가 Auxetic 특성이 있음을 발견하였다. 또한 크리스토발라이트의 β 상 분자 구조는 3차원 Kagome와 매우 유사하고 α 상은 β 구조에 약간 변형된 형태이다.
본 연구에서는 WBK와 β상의 크리스토발라이트 구조가 매우 유사함에 주목하였다. 따라서 WBK를 α상의 크리스토발라이트와 흡사하게 제작하는 아이디어로 새로운 종류의 Auxetic 재료를 제작하는 기술을 제시한다. 또한, 이 제작 기술의 타당성을 입증하기 위해 단순 구조의 FEA 시뮬레이션을 수행하고 실제 제작하여 압축 실험을 통해 구조체의 기계적, Auxetic 특성을 측정하였다.
목차
초록 11. 서론 21.1 연구 배경 21.1.1 와이어 기반 다공질 금속의 특징 21.1.2 Auxetic 재료의 특징 31.2 연구 목적 61.2.1 연구 목적 61.2.2 관련 연구 72. 기하학적 구조 92.1 크리스토발라이트 92.2 와이어 직조 Kagome 112.3 크리스토발라이트와 와이어 직조 Kagome 비교 123. 제작 공정 143.1 전체 공정 143.2 와이어 직조 153.3 사면체 채우기 163.4 초기 변형 173.4.1 시뮬레이션 183.4.2 초기 변형 기구 204. 실험 224.1 시편 준비 224.2 실험 준비 245. 결과 255.1 압축 특성 255.2 Poisson’s ratio 276. 결론 29참고문헌 30Abstract 32
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