본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색

결과 내 검색

동의어 포함

고급검색

인명/단체명

저자정보 상세정보
인명/단체명을 입력하세요.

키워드

  • 대표어

  • 외국어

-

목차보기

표제지

요약

목차

1. 서론 13

1.1. 연구개요 13

1.2. 문헌연구 15

1.3. 연구내용 24

2. 고무의 구조와 특성 26

2.1. 고무 일반 26

2.2. 고무 특징 30

2.2.1. 초탄성 거동 30

2.2.2. 불완전 탄성 거동 38

3. 찢김 에너지를 이용한 고무 재료의 내구수명 평가 42

3.1. 파괴역학적 관점의 균열 성장 42

3.2. 찢김 에너지 정의 43

3.3. 균열 성장 속도식 45

3.4. 동적 찢김 시험 47

3.5. 찢김 에너지와 균열 성장 속도를 이용한 내구수명 예측식 53

4. 유한요소해석을 이용한 고무재료의 내구수명 예측 55

4.1. 개요 55

4.2. 찢김 에너지의 유한요소 정식화 56

4.3. 유한요소해석의 찢김 에너지 검증 59

4.4. 유한요소해석을 이용한 내구수명 예측식 63

4.5. 내구수명 예측식의 적용 65

4.5.1. 장구형 시편에 대한 내구수명 예측식 적용 65

4.5.2. 장구형 시편의 내구시험 결과 및 예측값 비교 68

4.5.3. 내구시험 결과 및 예측값 분석 70

4.6. 내구수명 예측식의 보완 72

4.6.1. 전단 변형을 고려하기 위한 판별식 72

4.6.2. 전단 변형에 대한 찢김 에너지의 사용 비율 74

4.6.3. 찢김 에너지 사용 비율에 대한 가중치 함수 77

4.6.4. 보완된 내구수명 예측식의 적용 79

4.6.5. 최종 균열 길이를 피로 파괴 기준으로 한 내구수명 예측식 84

5. 내구수명 예측식의 적용 90

5.1. 내구수명 예측 프로세스 90

5.2. 서스펜션 부시에 대한 내구수명 예측 92

5.3. 내구시험 결과 및 예측값의 비교 98

6. 결론 99

참고문헌 101

Appendix 8

Appendix A : UVARM 105

Appendix B : ABAQUS Input file 113

Abstract 122

List of Tables

Table 1.1. Geometric features of filled rubber 22

Table 1.2. Static tearing constant 23

Table 2.1. Strain energy functions 34

Table 2.2. Comparison of strain energy functions 37

Table 3.1. Result of dynamic crack growth test 51

Table 3.2. Coefficient variation at α0 size(이미지참조) 54

Table 4.1. Test conditions for 3D dumbbell specimen 65

Table 4.2. The number of cycles 69

Table 4.3. Result of analysis for shear mode 76

Table 4.4. The number of cycles 81

Table 4.5. Calculated tearing energy for different element sizes and types 81

Table 4.6. Result of fatigue test for tensile strip specimen 82

Table 5.1. Comparison of calculated fatigue life and fatigue test 98

List of Figures

Figure 1.1. Biaxial fatigue test for mount bush 14

Figure 1.2. Crack growth of lower arm bush 14

Figure 1.3. Crack length of lower arm bush on belgian load test 15

Figure 1.4. Test pieces for tearing energy 17

Figure 1.5. Cyclic crack growth rate versus tearing energy 19

Figure 1.6. Fatigue crack growth curves for rubber 20

Figure 2.1. Classification of rubber 27

Figure 2.2. Manufacturing process of rubber 27

Figure 2.3. Structure of polymer chain in rubber material 28

Figure 2.4. Crystal and non-crystal structure of typical polymer material 29

Figure 2.5. Hysteresis curve of rubber 29

Figure 2.6. Deformation modes for test specimen 33

Figure 2.7. Strain energy function for uniaxial test data 36

Figure 2.8. Strain energy density function for planar test data 36

Figure 2.9. Hysteresis loops for natural rubber 39

Figure 2.10. A plot that demonstrates the phenomenon of cyclic stress relaxation 40

Figure 2.11. The creep behavior of rubber material 41

Figure 2.12. The stress relaxation behavior of rubber material 41

Figure 3.1. Fatigue crack growth curves for rubber 46

Figure 3.2. Configuration of tensile strip specimen 48

Figure 3.3. The micro fatigue tester used for the cyclic crack growth tests using a tensile strip specimen 48

Figure 3.4. Measurement of crack size 49

Figure 3.5. The tearing energy versus crack growth rate for NR60 using a tensile strip specimen 50

Figure 3.6. The tearing energy versus crack growth rate on log scale 52

Figure 4.1. The progress of the virtual crack 58

Figure 4.2. F.E. modeling for element type 60

Figure 4.3. Calculated tearing energy 61

Figure 4.4. Comparison between test and analysis for tensile strip specimen 62

Figure 4.5. Comparison between test and analysis for pure shear specimen 62

Figure 4.6. Fatigue crack growth curves for rubber 64

Figure 4.7. Shape of the 3D dumbbell specimens used in the durability tests 66

Figure 4.8. The stress-strain curve of uniaxial tension and planar test for NR50 66

Figure 4.9. F.E. modeling for 3D dumbbell specimen 67

Figure 4.10. Analysis of fatigue life for 3D dumbbell specimen 68

Figure 4.11. Comparison between experiment and analysis for fatigue life 69

Figure 4.12. Schematic representation of the sequence of crack growth for bonded rubber units in compression 71

Figure 4.13. Percentage of shear mode for unit element 73

Figure 4.14. F.E. modeling for planar test piece 74

Figure 4.15. Configuration of shear mode increase 75

Figure 4.16. Using ratio of tearing energy as shear ratio 78

Figure 4.17. Comparison between experiment and analysis for fatigue life 80

Figure 4.18. Calculation of fatigue life 83

Figure 4.19. Fatigue crack growth curves for rubber at tearing initiation 85

Figure 4.20. The curve of crack growth rate 86

Figure 4.21. Prediction of fatigue life 88

Figure 4.22. Prediction of crack length 88

Figure 4.23. Program GUI for fatigue life calculation 89

Figure 5.1. The FEM fatigue life calculation process for rubber components 91

Figure 5.2. F.E. modeling for suspension bush 93

Figure 5.3. Boundary conditions for suspension bush 94

Figure 5.4. Production model 95

Figure 5.5. Improved model #1 95

Figure 5.6. Improved model #2 96

Figure 5.7. Maximum strain energy density for each cases 97

초록보기

본 논문에서는 찢김 에너지와 균열 성장의 관계식을 이용하여 유한요소 해석을 통한 서스펜션 부시의 내구 수명을 예측하였다. 첫 번째로 유한요소의 한 변에 균열이 있다는 가정 하에 유한요소 정식화를 진행하였으며, user subroutine으로 작성하여 유한요소해석에서 찢김 에너지를 계산하였다. 이를 찢김 시험과 비교하여 정식화의 신뢰성을 확보하였다. 두 번째로 동적 찢김 시험을 통하여 찢김 에너지와 균열의 성장에 대한 속도식을 구하였으며, 이를 토대로 천연 고무에 대한 동적 찢김 물성을 확보하였다. 세 번째로 유한요소 정식화를 통한 찢김 에너지와 동적 찢김 시험에서 구해지는 동적 찢김 물성을 이용하여 유한요소에서 사용이 가능한 내구수명 예측식을 개발하였다. 이를 장구형 시편에 적용하여 내구수명을 예측한 후, 시험값 및 예측값의 오차 원인에 대하여 분석하였다. 오차 원인은 전단 변형에 대한 효과를 고려하지 못한 것에 기인하며, 인장 및 전단 모드에서 찢김 에너지의 사용 비율이 서로 상이하기 때문이다. 이를 해결하기 위한 방법은 다음과 같다. 변형해석에서의 요소가 어떤 변형에 속하는지를 판단하기 위해 판별식을 도입하여 변형 모드를 분석하였으며, 유한요소해석과 시험값을 토대로 전단 변형률에 대해 사용되는 찢김 에너지 값을 구하였다. 이를 토대로 전단 변형률에 대한 가중치 함수를 구하였으며, 가중치 함수를 앞서 구한 내구수명 예측식에 적용하여 전단 변형률을 고려한 내구수명 예측식을 개발하였다. 보완된 내구수명 예측식을 이용하여 장구형 시편에 대한 내구수명을 예측하고, 이를 시험값과 비교하여 내구수명 예측식의 신뢰성을 확보하였다. 전단 변형률을 고려한 내구수명 예측식은 균열의 길이에 대한 항이 없기 때문에 피로 파괴의 기준을 정하기가 어려우므로 이를 극복하고자 최종 균열 길이를 피로 파괴 기준으로 하는 내구수명 예측식을 개발하였다. 이를 단축 인장 시편의 피로내구 시험값과 비교하여 균열 길이에 대한 내구수명 예측식의 신뢰성을 확보하였다. 마지막으로 서스펜션 부시에 대한 내구수명 예측을 실시하고 이를 단품 내구 시험값과 비교하여 전단 변형률을 고려한 내구수명 예측식과 균열 길이에 대한 내구수명 예측식을 검증하였다.

참고문헌 (40건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Engineering with Rubber; How to Design Rubber Components”, 3rd edition, HANSER Cincinnati, 2012 미소장
2 Formulation of Tearing Energy for Fatigue Life Evaluation of Rubber Material 소장
3 A literature survey on fatigue analysis approaches for rubber 네이버 미소장
4 가상 균열을 이용한 고무 내구 수명 예측”, 박사학위 논문, 강원대학교 대학원, 2004 미소장
5 The relationship between uniaxial and equibiaxial fatigue in gum and carbon black filled vulcaizates”, In: Proceedings of Rubbercon ’77, vol.2.1, pp.2.1-2.13, 1977 미소장
6 Crack growth in elastomers under biaxial stresses”, Ph. D. Dissertation, University of Akron, USA, 1982 미소장
7 The phenomena of rupture and flow in solids”,Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A 1920, pp.163-98, 1920 미소장
8 Rupture of rubber. I. Characteristic energy for tearing 네이버 미소장
9 Rupture of rubber. II. The strain concentration at an incision 네이버 미소장
10 Rupture of rubber. III. Determination of tear properties 네이버 미소장
11 Rupture of rubber. IV. Tear properties of vulcanizates containing carbon black 네이버 미소장
12 Rupture of rubber. V. Cut growth in natural rubber vulcanizates 네이버 미소장
13 Application of fracture mechanics to failure in ruvver articles, with particular reference to groove cracking in tyres”, Conf. Yield, deformation and fracture of polymers, 1970 미소장
14 Truck tyre groove cracking theory and practice”, Rubber of fracture, vol.153, No.12, pp.36, 1970 미소장
15 Energy for crack growth in model rubber components 네이버 미소장
16 Aspects of fatigue and fracture of rubber”, Progress of Rubber Technology, Vol.45, pp.89-143, 1983 미소장
17 Effects of Fillers on Fatigue Crack Growth Rate of Ethylene Propylene Diene Monomer 소장
18 The Strength of Highly Elastic Materials 네이버 미소장
19 Intrinsic Defects and the Failure Properties of c/s-1,4-Polyisoprenes 네이버 미소장
20 The Effect of Carbon Black Parameters on the Fatigue Life of Filled Rubber Compounds 네이버 미소장
21 p,p′-DDE-induced changes in the organic and inorganic structure of eggshells of the Mallard, Anas platyrhynchos 네이버 미소장
22 Defect Accumulation in Rubber 네이버 미소장
23 p,p′-DDE-induced changes in the organic and inorganic structure of eggshells of the Mallard, Anas platyrhynchos 네이버 미소장
24 Strength of Sulfur-Linked Elastomers 네이버 미소장
25 Fatigue life prediction of rubber materials using tearing energy 소장
26 Fatigue Life Prediction for Automotive Vibroisolating Rubber Component Using Tearing Energy 소장
27 Crack Growth in Twisted Rubber Disks. Part II: Experimental Results 네이버 미소장
28 http://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B3%A0%EB%AC%B4, 고무” 미소장
29 Predicting the fatigue life of elastomer components”, Ph. D. Dissertation, University of Queen Mary, London, 2005 미소장
30 A Theory of Large Elastic Deformation 네이버 미소장
31 Large Elastic Deformations of Isotropic Materials. I. Fundamental Concepts 네이버 미소장
32 Recent Advances in the Phenomenological Theory of Rubber Elasticity 네이버 미소장
33 Engineering Design with Natural Rubber”, 4th Edition, The Malaysian Rubber Producers, Research Association, Hertford, 1974 미소장
34 Effect of stretching on the properties of rubber”, Journal of Rubber Research, Vol.16, pp.275, 1947 미소장
35 The physics of Rubber Elasticity”, Oxford at the Clarendon press, 1975 미소장
36 Natural rubber science and technology”, Oxford University Press, England, pp.731-772, 1988 미소장
37 DDS Simulia, ABAQUS 6.12 Reference manual”, 2012 미소장
38 A Study on the fatigue life prediction and evaluation of the rubber components”, Ph. D. Dissertation, Yeungnam University, Korea, 2004 미소장
39 A fracture mechanics study of the fatigue of rubber in compression 네이버 미소장
40 Energy for crack growth at the bonds of rubber springs”, Plastics & Rubber: Materials & Application, Vol.4, No.29, 1979 미소장

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차

권호

기사명 원문보기 기사목차
닫기