오늘 다뤄볼 주제는 해석 시 'Mooney-Rivlin 정의'에 대한 것입니다.
차량용 호스(Hose)의 다양한 역할과 중요성은?
차량용 호스(Hose)는 자동차의 여러 시스템에서 다양한 역할을 수행하는 중요한 부품으로, 각기 다른 기능을 담당하고 있습니다.
첫째, 냉각 시스템의 라디에이터 호스는 엔진에서 발생한 열을 식히기 위해 냉각수를 라디에이터와 엔진 사이에 순환 시키며, 고온·고압의 환경에서도 견딜 수 있는 재질로 제작됩니다.
둘째, 연료 시스템의 연료 호스는 연료 탱크에서 엔진으로 연료를 공급하는 역할을 하며, 가솔린이나 디젤은 물론, 최근에는 바이오 연료 등에도 견딜 수 있어야 합니다.
셋째, 공기 흡입 시스템의 흡기 호스(에어덕트)는 외부 공기를 엔진 흡입구로 유도하여 연소에 필요한 산소를 공급합니다. 터보차저 시스템이 있는 경우에는 압축 공기를 엔진으로 보내는 인터쿨러 호스도 포함됩니다.
넷째, 브레이크 시스템의 브레이크 호스는 브레이크 페달을 밟을 때 발생하는 유압을 브레이크 캘리퍼에 전달하며, 고압의 유압을 안전하게 전달해야 하므로 매우 튼튼하게 제작됩니다.
다섯째, 파워 스티어링 시스템의 파워 스티어링 호스는 유압을 통해 운전자의 조향을 보다 쉽게 도와주는 역할을 하며, 시스템에 필요한 유압을 안정적으로 전달합니다.
여섯째, 배출가스 시스템의 PCV 호스는 크랭크케이스 내 가스를 다시 연소실로 보내는 배기 가스 환기 시스템의 일환으로, 환경 규제를 충족하기 위한 중요한 요소입니다.
이러처럼 각 시스템별 차량용 호스는 고무, 실리콘, 금속 등 다양한 재질로 제작되며, 각각의 시스템 특성에 따라 내열성, 내압성, 내유성 등의 성능이 다르게 요구됩니다.
대표적인 하이퍼 엘라스틱 모델(Hyperelastic Model)은?
Mooney-Rivlin 모델 구성
Mooney-Rivlin 모델은 재료의 응력-변형률 관계를 나타내는 수학적 모델로, 비선형 탄성체의 특성을 말합니다. Hooke의 법칙(선형 모델)이 적용되지 않는 재료에 사용되며, 고무와 같은 연성 재료는 큰 변형을 하며 선형적으로 거동하지 않고 실제 거동에 더 가깝다고 설명할 수 있습니다.
일반적으로 해석 시 기본 Mooney-Rivlin과 고차 Mooney-Rivlin 두 가지로 구분하여 사용하며, 내용은 아래와 같습니다.
→ 기본 Mooney-Rivlin 모델 : 상수 2개 사용 → A10, A01
→ 확장된 Mooney-Rivlin 모델 (N차 다항식) : 더 많은 상수를 사용하여 재료의 거동을 더욱 더 정밀하게 모델링
해석 프로그램
- midas NFX
해석 종류
- 비선형 정적해석 (Non-linear static analysis)
해석 목적
- Break Hose의 고무 재료 특성 (Mooney-Rivlin 모델) 적용에 따른 거동 및 변형 형상 검토
- 고무 재질의 대변형 특성 상 선정한 좌표점에 따른 각 방향 변위량 검토
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