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목차 1

구조해석 및 시험을 통한 GFRP 복합재 코일 스프링 유효권수의 내구특성 평가 ＝ Evaluation of the durability characteristics of the active turns of GFRP composite coil spring by structural analysis and tests / 권재기 ; 신정규 1

초록 1

Abstract 1

1. 서론 1

2. 제작 2

2.1. GFRP 복합재 2

2.2. GFRP 복합재 프리폼 제조 2

3. 신뢰성 시험 및 손상평가 방법 3

3.1. 구조해석을 위한 모델링 및 경계조건 3

3.2. 내구시험 4

4. 결과 및 고찰 5

4.1. 내구시험 조건의 안전성 확인을 위한 구조 해석 결과 5

4.2. 내구시험 결과 5

4.3. 육안 및 SEM을 이용한 손상평가 6

5. 결론 7

참고문헌(References) 7

초록보기

본 연구에서는 브레이딩 공법으로 자동차용 GFRP 복합재 코일 스프링을 제작했으며, 장기 운영 상황을 고려한 신뢰성 평가를 위해 내구시험을 진행하였다. 시험 전·후 하중-변위 및 자유고 변화를 분석하였으며, 철계 스프링의 규격에 부합하는지 평가했다. 시제품의 제작비용 절감을 위해 제작된 스프링의 일부분을 절단해서 시험하는 방법을 구조해석을 통해 정립하였으며, 실제 시험을 실시하여 해당 시험법의 타당성을 확인하였다. 또한 시험이 완료된 스프링은 육안검사를 진행하여 결함부를 관찰했으며, 주사전자현미경을 이용하여 스프링 내 균열의 분포, 균열 발생 및 진전거동 확인을 통한 손상평가를 진행하였다.

In this study, a GFRP composite coil spring for automobiles was fabricated using the braiding method, and a durability test was conducted to evaluate reliability considering long-term operating conditions. Before and after the tests, loaddisplacement and free height changes were analyzed, and stiffness with the specifications of steel springs was evaluated. A method of cutting and testing a part of a manufactured spring to reduce the production cost of a prototype was established through structural analysis, and the validity of the test method was confirmed by conducting an actual test. The tested spring was visually inspected to observe defects, and damage evaluation was conducted by checking the original crack distribution and new crack initiation and its propagation behavior in the spring using SEM.

권호기사

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 목차
유한 요소 해석을 통한 실리콘 다이 픽업 공정 응력 해석 = Stress analysis for silicon die pick-up process through finite element analysis 김승빈, 이용석 p. 695-700

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재귀 분석법을 이용한 고차의 I보 해석 기법 = Higher-order I-section beam analysis using recursive analysis 최수민 p. 701-720

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구조해석 및 시험을 통한 GFRP 복합재 코일 스프링 유효권수의 내구특성 평가 = Evaluation of the durability characteristics of the active turns of GFRP composite coil spring by structural analysis and tests 권재기, 신정규 p. 721-728

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로터리 펌프의 기하학적 고찰 및 로터 회전에 따른 토출유량 평가 = Geometric consideration of rotary pump and evaluation of discharge flow rate by rotor rotation 장기종, 고용권, 권장순, 박상희 p. 729-736

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도심 및 고속도로 에너지 소비를 고려한 C-Segment 전기차 주행거리 최적화 = Driving mileage optimization of a C-segment electric vehicle considering city and highway energy consumption 석진혁, 이한빛, 이종수 p. 737-746

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융합설계 워크숍 Design Specification Praxis 결과 분석 = An anaysis of the collaborative design workshop design specification praxis 이병종 p. 747-753

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3D 프린팅 덕트를 활용한 군용 전자장비 방열 설계 및 검증 = Heat dissipation design and verification of military electronic equipment using 3D printing duct 진성은, 이승철, 김성국, 이공희, 윤의열, 허장욱 p. 755-761

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보일러 포장품의 낙하충격해석 및 설계개선에 관한 연구 = A study on the drop impact analyses and design improvement of boiler package 장인경, 이상훈 p. 763-770

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참고문헌 (25건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Kim, K. S., Bae, K. M., Oh, S. Y., Seo, M. K., Kang, C. G. and Park, S. J., 2012, “Trend of Carbon Fiberreinforced Composites for Lightweight Vehicles,” Elast. Compos., Vol. 47, No. 1, pp. 65~74. 미소장
2 Jeoung, S. K. and Ha, J. U., 2018, “Lightweighting Technology Development and Trends in Automotive,”AUTO J. J. Korean Soc. Automot. Eng., Vol. 40, No. 8, pp. 30~34. 미소장
3 Kim, Y. M. and Kim, Y. H., 2019, “Coupled Analysis with Digimat for Realizing the Mechanical Behavior of Glass Fiber Reinforced Plastics,” J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, Vol. 32, No. 6, pp. 349~357. 미소장
4 Kim, J. B., Kim, K. D., Kim, S. J., Shin, D. W. and Kim, D. K., 2017, “Development of Carbon Continuousfiber Composite Frame for Automotive Sun-roof Assembly,” Trans. Korean Soc. Automot. Eng., Vol. 25, No. 3, pp. 350~359. 미소장
5 Lee, H. C., Oh, H. J. and Kim, S. S., 2013, “The Design of a Hybrid Composite Strut Tower for Improving Impact Resistance and Light-weight,” Compos. Res., Vol. 26, No. 4, pp. 223~229. 미소장
6 Oh, S. H. and Choi, B. L., 2014, “Analytical and Experimental Study for Development of Composite Coil Springs,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 38, No. 1, pp. 31~36. 미소장
7 Jones, R., Galea, S. C. and Paul, J. J., 1993, Assessment of Impact Damage in Composite Structures, Technical Report 23, Aeronaut. Res. Labs Melb., Article AR-008-409. 미소장
8 Kim, S. J., Shin, J. K., Kim, J. G., Park, K. H. and Jang, K. S., 2020, “Circular Braided Glass Fiber/Epoxy Composites with Helical Architecture (Coil Spring)Fabricated by Plaster-sacrificial Compression Molding for Structural Automotive Applications,” J. Appl. Polym. Sci., Vol. 138, No. 19, Article 50405. 미소장
9 Wang, J., Li, P. and Wang, M., 2022, “Complex Structure of Braid in Fiber Art Creation with Multisensor IoT Technology,” J. Sens., Vol. 2022, Article 6358247. 미소장
10 Chiu, C. H., Hwan, C. L., Tsai, H. S. and Lee, W. P., 2007, “An Experimental Investigation into the Mechanical Behaviors of Helical Composite Springs,”Compos. Struct., Vol. 77, No. 3, pp. 331~340. 미소장
11 Todinov, M. T., 1999, “Maximum Principal Tensile Stress and Fatigue Crack Origin for Compression Springs,” Int. J. Mech. Sci., Vol. 41, No. 3, pp. 357~370. 미소장
12 Choi, E. S. and Kim, W. D., 2018, “Thermal Deformation of Carbon Fiber Reinforced Composite by Cure Shrinkage,” Compos. Res., Vol. 31, No. 6, pp. 404~411. 미소장
13 Kwon, J. K., Jeon, J. I. and Shin, J. K., 2022, “Compression Behavior and Damage Evaluation for Automotive Suspension Fiber-reinforced Composite Coil Springs,” Compos. Res., Vol. 35, No. 6, pp. 439~446. 미소장
14 Kwon, J. K., Shin, J. K. and Kim, M. H., 2019, “Reliability Evaluation for Development of Composite Coil Spring,” 2019 Spring Conf., Korean Soc. Compos. Mater., Yeosu, Korea. 미소장
15 Kwon, J. K., Kim, M. H. and Shin, J. K., 2019, “Various Tests and Analysis Method for Practical Use of GFRP Coil Spring,” The 4th Int. Conf. Act. Mater. Soft Mechatronics, Incheon, Korea. 미소장
16 Shin, J. K., Goo, Y. K., Jeon, J. I., Kim, J. K., Park, K. H., Yoo, G. S. and Kim, S. J., 2019, “Development of Composite Coil Spring in the Automobile Suspension Module,” 2019 Spring Conf., Korean Soc. Compos. Mater., Yeosu, Korea. 미소장
17 Campbell, F. C., 2008, Elements of Metallurgy and Engineering Alloys, ASM International, Cleveland, p. 245. 미소장
18 Molev, Y., Proshin, D., Stepanov, E., Maleev, S., Mavleev, I. and Salakhov, I., 2019, “Estimate of Elastomer Elastic Members’ Impact on the Vehicle Ride Quality, Mobility and Reliability in Low Temperatures,”IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng., Vol. 695, Article 012028. 미소장
19 Hük, M. and Hoffmann, S., 2013, Spring Coil Testing Machine (SCTM), Technical Specification, iABG, SCTM-02. 미소장
20 Vogt, R. F. and Wis, M, 1934, “Number of Active Coils in Helical Springs,” Trans. Am. Soc. Mech. Eng., Vol. 56, No. 6, pp. 467~476. 미소장
21 Ramesh, A., 2009, “Modeling the Creep Behavior of Torsional Spring,” Ph.D. Thesis, University of North Carolina at Charlotte, USA. 미소장
22 Kim, D. H., Jung, K. H., Lee, I. G., Kim, H. J. and Kim, H. S., 2017, “Three-dimensional Progressive Failure Modeling of Glass Fiber Reinforced Thermoplastic Composites for Impact Simulation,”Compos. Struct., Vol. 176, pp. 757~767. 미소장
23 Wang, J., Chen, L., Shen, W. and Zhu, L., 2022, “Research on Tensile Properties of Carbon Fiber Composite Laminates,” Polym. (Basel), Vol. 14, No. 12, p. 2318. 미소장
24 Lee, D. K. and Cho, D. H., 2022, “Effect of Carbon Fiber Coating with PEI-Modified MWCNT on the Mechanical and Impact Properties of Carbon Fiber/ABS Composites: Comparisons of Extruded Pellet and LFT Pellet,” Polym. (Korea), Vol. 46, No. 1, pp. 36~46. 미소장
25 Jung, W. H., Lee, J. O., Park, T. W., Cho, H. H. and Moon, C. K., 1993, “The Effect of Surface-Treatment of Fiber on the Mechanical Properties of Carbon Fiber Reinforced Plastics; 5. Effect of Fiber Surface Treatment on Interfacial Characteristics in CF/HDPE Composites,” Polym. (Korea), Vol. 17, No. 1, pp. 93~99. 미소장

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