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충격 완화를 위한 초경량 키리가미 메타구조
대표 URL https://doi.org/10.1016/j.eml.2021.101602
작성자 관리자 게시일 2022.01.21 조회수 501

충격 완화를 위한 초경량 키리가미 메타구조

 

단위구조를 배열하여 파동을 제어할 수 있는 탄성/음향 메타물질은 진동/소음 감소, 에너지 저장/이주, 충격 완화 등 다양한 분야에서 활용 가능하다. 그 중 충격 완화를 위한 기존 장치, 구조들은 충격이 갖고 있는 특성(저주파에 집중된 에너지) 때문에 그 구조가 크고 무겁다는 단점을 갖고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 충격 완화장치에 메타구조를 적용하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 미국 노스캐롤라이나 대학 연구팀은 얇은 시트로 만들어진 키리가미 구조를 배열하여 충격을 완화시킬 수 있는 메타구조를 제안했다. 제안된 메타구조는 원통 패널 사이에 접힐 수 있는 키리가미 구조가 부착된 단위구조 형상을 갖고 있다. 연구팀은 제안된 구조의 충격완화 성능을 해석과 실험을 통해 검증했는데 기존 발표된 다른 구조대비 매우 우수한 성능을 확인하였다. 또한 형상 파라미터를 변경해가며 성능을 비교하며 최적화된 설계안을 제안했다. 제안된 연구는 탄성파에 의한 충격 완화를 필요로 하는 응용분야인 자동차/항공의 충격완화장치와 에너지 저장/차단 등 다양한 응용분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

출처: Zhang, W., & Xu, J. (2022). Ultra-light kirigami lantern chain for superior impact mitigation. Extreme Mechanics Letters, 101602.

[담당자: 이재화(jaehwalee@kimm.re.kr, 7462)]

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