온도 및 습도를 고려한 ABS 부품의 크리프 거동 연구
A study on the creep behavior of ABS polymer in temperature and humidity conditions
- 주제(키워드) ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 수지 , 점탄성 재료모델 , 플라스틱 크리프 거동 , 온습도 크리프 , 수분확산 크리프 , ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) , Two-layer viscoelastic-plastic model , Power law creep model , Polymer creep behavior , Thermal and humidity creep
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김낙수
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055448
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
가전제품에 주로 사용되는 플라스틱 소재(ABS, Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)는 점탄성 소재로 장시간 온도 및 습도에 노출될 경우 소재에 영구 변형이 발생한다. 본 연구에서는, 이러한 현상을 온도 및 습도에 의한 ABS 수지의 크리프 현상으로 정의하였다. 이러한 크리프 변형을 예측할 수 있는 수치모델을 정립한다면, 수치모델을 활용하여 제품 설계 단계에서 구조에 따른 크리프 변형을 미리 예측하여 영구 변형을 최소화 할 수 있는 설계가 가능할 것이다. 크리프 수치모델을 정립하기 위하여 ABS 소재의 기계적 특성 및 크리프 거동을 예측할 수 있는 재료모델을 선정하고 인장 실험과 크리프 실험을 실시하였다. 또한 ABS 소재 내부에 분포하는 수분의 영향을 반영할 수 있도록 수분 확산 모델을 적용하여 보다 정확한 크리프 거동을 모사할 수 있도록 하였다. 실험결과로부터 온도 및 습도에 따라 크리프 재료 상수와 수분 확산 계수를 정의하고 이를 예측할 수 있는 보간함수를 도출하였다. 수치모델 및 보간함수의 검증을 위해 단순한 형상을 가지는 임의의 시편에 대해 크리프 실험을 실시하여 본 연구에서 정립된 크리프 예측 모델을 검증하였다.
more초록/요약
ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) polymer that is mainly used in home appliances are viscoelastic materials which are subject to permanent deformation when exposed to certain temperatures and humidity levels for long periods of time. In the present study, this phenomenon was defined as a creep phenomenon of Polymeric materials resulting from temperatures and humidity and a material model that can predict mechanical properties of ABS and creep behavior was selected. To establish a numerical model that can simulate creep behaviors, tensile tests to which temperatures were given and creep tests to which temperatures/humidity/loads were given were conducted. Thereafter, using the numerical model, material model constants that coincided with the test results were derived. In particular, interpolation functions that can predict material constants that show the creep properties of ABS were derived according to temperatures and humidity levels. Creep tests to which temperatures and humidity changing over time were given were conducted on random specimens and the test results were compared to numerical analysis results. According to the results, the results of calculations using the creep constant prediction interpolation functions and the numerical model established through the present study could well simulate actual creep behavior resulting from temperatures and humidity.
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