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오그제틱 튜브를 이용한 에너지 흡수 구조
대표 URL https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2023.115732
작성자 관리자 게시일 2023.07.27 조회수 308

오그제틱 튜브를 이용한 에너지 흡수 구조

 

충격, 진동 등에서 발생하는 에너지를 흡수하는 구조는 건축, 자동차 뿐만 아니라 로봇 공학 등 다양한 응용분야에서 활용될 수 있다. 난징 기술대 연구팀은 오그제틱 메타구조를 이용하여 제로강성을 지닌 에너지 흡수 튜브를 제안했다. 제안된 구조는 스테인리스강을 3D 프린팅하여 만든 오그제틱 튜브가 알루미늄 폼을 감싸고 있는 형태로 구성되어 있다. 일반적인 구조를 종방향으로 압축시킬 경우 푸아송비가 양수이기 때문에 횡방향으로는 팽창하는데 오그제틱 튜브의 경우 푸아송비가 음수이기 때문에 압축 시 횡방향으로 수축하게 된다. 또한 알루미늄 폼은 푸아송비가 0에 근접하여 압축 시 횡방향으로 변형이 거의 0에 가까운데 이러한 두 구조의 특성으로 인해 결합된 메타구조는 내부에서 유지하려는 힘과 외부에서 수축하려는 힘이 서로 밀어내고 또한 그때 발생하는 열에너지에 의해 에너지를 흡수할 수 있다. 연구팀은 오그제틱 메타구조의 하중 부하 곡선을 수치해석과 실험을 통해 확인한 결과 넓은 변형구간에서 제로강성을 갖는 것을 확인하였다.

 

출처: Huo, R. Y., Han, D., Zhang, Y., Jiang, W., Peng, X. W., Shi, G. C. J., ... & Ren, X. (2023). Mechanical properties of auxetic circular and square tubes filled with aluminum foam. Engineering Structures281, 115732.

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

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