표제지
논문요약
목차
I. 서론 11
1. 연구의 목적 11
2. 연구의 방법 및 범위 13
3. 논문의 구성 16
II. 이론해석 17
1. 충격시험 17
가. 시험 목적 17
나. 충격시험의 원리(Charpy impact test) 17
2. 유한요소해석 20
가. 개념 20
나. 유한요소법의 행렬방정식 22
다. 요소의 이해 24
라. 유한요소해석의 순서 26
나. 해석수행 단계 27
III. 실험적 방법 32
1. 실험장치 32
가. 충격시험 장치 32
나. 충격시험편 33
2. 실험결과 35
IV. 해석적 접근 36
1. 유한요소해석 36
가. 3차원 모델링 36
나. 하중조건 37
다. 경계 조건 37
2. 설계 변수 38
가. 충진방향(IH & IV) 38
나. 충진 쉘의 두께(IV-T) 41
다. 충진 쉘의 위치 41
라. 핀홀의 크기 42
3. 해석 결과 43
가. 충진방향 43
나. 충진 쉘의 두께 50
다. 충진 쉘의 위치 53
라. 핀홀의 크기 59
V. 결론 62
참고문헌 64
Abstract 66
〈표 2-1〉 절점이 정의하는 기하학적 차원 및 기준 요소 25
〈표 3-1〉 Tough-PLA 소재의 기계적 특성 33
〈표 3-2〉 충진밀도 변화에 따른 충격실험 결과 35
〈표 4-1〉 수평방향 충진 쉘의 충진비에 따른 최대응력 및 변형값 49
〈표 4-2〉 수직방향 충진 쉘의 충진비에 따른 최대응력 및 변형값 50
〈표 4-3〉 충진 쉘의 두께 변화에 따른 최대응력 및 변형값 51
〈표 4-4〉 충진 쉘의 수직방향 위치 변화에 따른 최대응력 및 변형값 58
〈표 4-5〉 충진 쉘의 수평방향 위치 변화에 따른 최대응력 및 변형값 58
〈표 4-6〉 충진 쉘내 홀 지름 변화에 따른 최대응력 및 변형값 61
〈그림 1-1〉 연구의 흐름도 15
〈그림 2-1〉 Charpy 충격시험의 원리 18
〈그림 2-2〉 이론해가 없는 문제의 근사해법 방식 20
〈그림 2-3〉 요소와 절점의 이해 21
〈그림 2-4〉 해석종류별 자유도 구성 24
〈그림 2-5〉 3차원 해석에 사용되는 요소 종류 26
〈그림 2-6〉 2개 봉요소의 구조물과 유한요소 모델 28
〈그림 3-1〉 충격시험 장치 32
〈그림 3-2〉 U 노치 충격시험편(3호) 33
〈그림 3-3〉 3D 프린터로 제작된 충격시험편 34
〈그림 3-4〉 충격시험에 의해서 파손된 형상 35
〈그림 4-1〉 해석 모델 형상 37
〈그림 4-2〉 하중 및 경계조건을 가진 해석 모델 38
〈그림 4-3〉 충진방향에 따른 해석 모델 39
〈그림 4-4〉 충진비에 따른 IV 해석 모델 40
〈그림 4-5〉 충진 쉘의 두께에 따른 해석 모델 41
〈그림 4-6〉 충진 쉘 위치 변화에 따른 해석 모델 42
〈그림 4-7〉 적층방식 부품의 홀 주변 형상과 해석 모델 42
〈그림 4-8〉 수평방향 충진비 변화에 따른 최대상당응력값 변화(IH) 43
〈그림 4-9〉 하중과 수평방향 충진 모델의 상당응력분포도(IH) 44
〈그림 4-10〉 수평방향 충진비 변화에 따른 최대변형값(IH) 45
〈그림 4-11〉 수직방향 충진비 변화에 따른 최대상당응력값(IV) 46
〈그림 4-12〉 하중과 수직방향 충진 모델의 상당응력분포도(IV) 47
〈그림 4-13〉 수직방향 충진비 변화에 따른 최대변형값(IV) 48
〈그림 4-14〉 충진방향에 따른 최대상당응력값(IH&IV) 48
〈그림 4-15〉 충진방향에 따른 최대변형값(IH&IV) 49
〈그림 4-16〉 충진 쉘의 두께 변화에 따른 최대상당응력값 51
〈그림 4-17〉 충진 쉘의 두께 변화에 따른 상당응력분포도(IV-T) 52
〈그림 4-18〉 충진 쉘의 수직방향 위치 변화에 따른 최대상당응력값 53
〈그림 4-19〉 충진 쉘의 수직방향 위치 변화에 따른 상당응력분포도 55
〈그림 4-20〉 충진 쉘의 수평방향 위치 변화에 따른 최대상당응력값 56
〈그림 4-21〉 충진 쉘의 수평방향 위치 변화에 따른 상당응력분포도 57
〈그림 4-22〉 홀의 지름 변화에 따른 최대상당응력값 59
〈그림 4-23〉 충진 쉘의 수평방향 위치 변화에 따른 상당응력분포도 60