비균일 알루미늄 합금 압출재의 에너지 흡수성능과 재료특성 연구

Abstract

본 논문은 비균일 알루미늄 합금 압출재의 에너지 흡수성능과 재료특성 연구와 관련하여 첫째, 비균일 알루미늄 합금 압출재의 응력·변형률 상태에 기인한 석출상의 파괴, 둘째, 비흡수에너지에 대한 홀 불연속부의 영향, 그리고 하중과 변형 관계 분석을 통한 비균일 알루미늄 합금 압출재의 압축 및 굽힘 변형거동 등 크게 세 부분으로 구성되어 있다. 탄-소성 재료거동 이론 및 Lemaitre가 제시한 손상 이론을 바탕으로 유효응력을 결정하였으며, 이를 통해 비균일 알루미늄 합금 압출재의 변형거동을 예측하였다. 또한, 비균질도(Heterogeneity factor, HF)를 기반으로 비균일 알루미늄 합금 압출재의 HF-응력·변형률 상태 분석 및 기계적 거동과 파손을 예측하였으며, 탄-소성 재료거동 모델 기반 예측을 통해 결정된 응력집중계수를 홀 불연속부의 종횡비에 따른 비흡수에너지와 함께 평가하여 홀 불연속부와 모서리부 파괴가 발생하는 종횡비를 확인하였다. 그리고 하중-변형량 관계 분석을 통해 균열 생성·진전에 따른 홀 불연속부 및 모서리부의 파괴 원인을 평가하였으며 비흡수에너지가 저하되는 요인을 고찰하였다. 본 논문은 재료-기하학적 특성을 고려하여 비균일 알루미늄 합금 압출재의 기계적 변형거동과 파손을 예측하였으며, 에너지 흡수성능 저하에 대한 인과성을 규명하였다. 이상과 같은 결과를 바탕으로 경량화 차체에 비균일 알루미늄 합금 압출재 적용 시 에너지 흡수성능 저하에 대한 문제점 개선 및 보완하기 위한 기반자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.