A Study on Mechanical Characteristics Analysamsarais of PA/GF Composite Materials for Cowl Cross Beam

카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 기계적 특성 분석에 관한 연구

Abstract

This study is about a hybrid lightweight cowl crossbeam structure with high rigidity and ability to absorb collision energy to support the cockpit module, which is an automobile interior part, and to absorb energy during a collision. It is a manufacturing process in which composite material bracket parts are inserted and injected into existing steel bars. When considering the mounting condition of a vehicle, the optimization of the fastening condition of the two parts and the mechanical properties of the composite material is acting as an important factor. Therefore, this study is about a composite material having a volume content of Polyamide(PA) and Glass Fiber used as a composite material for a composite material-metal hybrid cowl crossbeam. As a result of analyzing the physical properties of the PA/GF composite material, experimental data were obtained that can further enhance tensile strength and flexural strength by using PA66 rather than PA6 used as a base material for the composite material. And based on this, it contributed to securing the advantage of lightening by using high-stiffness composite material by improving the high disadvantage of the weight of the cowl crossbeam material, which was made only of existing metal materials.

1. 서론

고분자 복합재료는 강성 및 내열성 등의 기계적 성질이 수지단일체에 비하여 우수하므로 고강도와 고내열 및 경량화가 요구되는 각종 자동차 및 산업용제품에 다양하게 이용되고 있다.

특히 자동차 부품분야에서는 빠른 기술 발전 속도와 함께 환경법규 강화문제를 포함한 자동차산업 환경변화로 인한 기술 개발의 이슈는 계속적으로 변하고 있으며 최근 환경법규 강화와 요구하는 자동차의 연비 성능이 높아지고 있어 친환경차 개발뿐만 아니라 경량화를 통한 연비 향상이 필요한 상황이다.

차량 경량화를 위해서는 크게 구조(Design), 공법(Processing), 소재(Materials)적 접근법으로 나누어지는데, 구조의 형상을 최적화하는 구조적 접근과 부품 수나 소재 사용량을 저감시키는 공법적 접근의 경우 비용이 높아 적용 범위에 한계가 있다. 따라서 차량 경량화 연구에서 가장 중점이 되는 분야는 신소재 연구/개발이다. 현재 사용되고 있는 소재는 거의 구조적 최적화를 이룬 부품이고, 새로운 소재적용을 통해 경량화를 추진하는 방법이 가장 현실적인 방법으로 대두되고 있다.

차량에서 사용하는 경량화 소재는 기존의 철강재료에서 알루미늄, 마그네슘 등의 금속재료와 고분자 등의 비금속 재료가 각 부품에 사용되고 있다.

그 중에서 대표적인 비금속 재료인 플라스틱은 경량성, 성형 가공성, 저렴한 생산단가 등의 장점을 바탕으로 자동차 내장부품과 외장 부품은 물론 엔진룸의 기능부품, 전자 시스템, 연료 시스템, 에어백 및 안전벨트 등 안전 시스템에 사용되고 있다.

엔지니어링 플라스틱(EP)은 1930년대 후반 DuPont이 섬유용 재료인 Polyamide(PA66)을 생산하면서 부터이고, 엔지니어링 플라스틱(EP)중에서 Polyamide(PA)는 내열성, 강도, 내유성, 비용 등 종합적인 평가가 뛰어나 흡기다기관(Intake manifold), 엔진 커버, 라디에이터탱크 등의 엔진 보기류에 주로 사용되고 있다. 자동차 경량화를 추구하기 위해 엔지니어링 플라스틱을 이용한 복합소재가 금속소재의 대체 등으로 활용영역이 점차 확대되고 있는데, 이는 경량화 효과뿐만 아니라 복잡한 형태에 대응하기 쉬운 뛰어난 가공성 덕분이다^1-7).

금속소재를 플라스틱으로 대체하는 방법은 경량화의 대표적인 방법이며 이들 소재를 만들기 위한 가공공법중 하나인 사출성형(Injection molding)은 플라스틱 부품을 만드는 가장 일반적인 가공방법으로 다른 성형 공법에 비해 빠른 생산 속도와 고효율 및 자동화 할 수 있는 장점이 있으며, 부품 및 사출 성형은 복잡한 모양의 제품과 같은 대량 생산 및 비교적 기계적 성능이 우수한 성형 가공에 적합한 장점을 지니고 있다. 또한 성형품에 다른 재료를 인서트하여 가공할 수 있으며, 기계적 강도향상을 위해 수지에 보강재(Glass Fiber, 탄소 등)를 혼합할 수 있다. 이러한 추세에 따라 최근 이러한 사출 성형의 장점으로 인해 구조용 재료로써 중요성이 강조되고 있으며, 생산 단가 절감을 위하여 Polyamide(PA)/Glass Fiber(GF) 사출 성형 복합재료와 관련된 연구가 많이 진행되고 있다(Figure 1, Figure 2)^8-15).

Figure 1. Existing steel cowl crossbeam.

Figure 2. Hybrid material cowl crossbeam.

따라서 본 연구에서는 자동차 내장 부품인 칵핏 모듈을 지지하고 충돌시 에너지를 흡수하기 위한 높은 강성과 충돌 에너지 흡수 능력을 갖는 복합소재-금속 하이브리드 카울크로스빔의 복합소재로 사용되어지는 Polyamide(PA)와 Glass Fiber(GF) 부피 함유율을 가지는 복합소재에 관한 것이다. PA/GF 복합재료는 사출 성형을 통하여 시료를 제작하였고, PA/GF 사출복합재료의 인장강도, 굴곡강도특성 및 진동감쇠특성 등의 상관관계를 관찰함으로써 이들의 기계적 특성을 규명하고자 한다^16-20).

2. 실험

2.1 재료 및 PA/GF 시편의 제조

Polyamide-6/Glass Fiber(PA6/GF)와 Polyamide-66/Glass Fiber(PA66/GF) 복합소재 시편을 제작하기 위하여 chip형태의 PA6/GF 소재(Taekwang TK2701)을 사용하였으며, PA66/GF 소재(Ascend, 50BWFS)를 사용하였다.

PA6/GF chip의 길이는 약 3mm이며, chip 내부 Glass fiber의 길이는 약 300 ~ 600㎛이며 PA66/GF chip의 길이는 약 3mm이며, chip 내부 Glass fiber의 길이는 약 300 ~ 600 ㎛였다. 그리고 Glass fiber는 KCC社의 CS-311로 섬유의 길이는 3mm이며 굵기는 11㎛의 단면형상은 원형단면을 사용하였다. 그리고 길이 3mm에 두께 7㎛ × 폭 28㎛의 Flat glass fiber를 사용하였다. 또한 PA6/GF, PA66/GF composite의 섬유 부피분율은 60%이다. 시편제작에는 UV안정제(0.4wt.%), 산화방지제(0.2wt.%)를 첨가한 혼합 유체(PA6/GF/첨가제)를 사용하였고, GF의 함량별 가공성 확인 및 기계적 물성파악 및 최적 가공조건 파악을 위한 용도로 에스엠플라텍社의 TEK-30를 사용하여 시편을 제작하였다.

Polyamide-6/Glass Fiber(PA6/GF)와 Polyamide-66/Glass Fiber(PA66/GF) 복합소재 시편을 제조하기 위해 사출성형시 배럴의 온도는 노즐부분부터 호퍼방향으로 280 ~ 290℃ → 280 ~ 290℃ → 275 ~ 285℃ → 250 ~ 270℃의 분포를 가지게 설정하여 시편을 제작하였다. 사출압력은 120bar로 설정하였고 배압(Back pressure)은 5 ~ 10bar로 조정하여 고정시켰으며 사출 후 냉각 시간은 15초로 설정하였으며 300rpm, 토출량 50kg/h으로 제작하였다.

총 시편은 PA6와 PA66의 열가소성 수지와 Glass fiber의 함량차로 구분하여 T1에서 T8까지 총 8가지 종류의 시편을 제작하여 시험하였다(Table 1).

Table 1. Test specimen type and GF input method and raw material content ratio

* Test specimen type(PA: Polyamide, GF: Glass fiber, fGF: Flat glass fiber)

T1부터 T5까지의 시편은 PA6 열가소성수지를 사용하여 Glass fiber의 함량을 조절하여 시편을 제작하였으며, T6에서 T8까지는 PA66 열가소성 수지를 사용하여 Glass fiber의 함량을 조절하여 시편을 제작하여 시험을 진행하였다.

시료 T1과 T2는 Polyamide 6와 Glass fiber 60%구성 비율은 같으나 흐름성의 차이가 있으며, 시료 T4와 T5은 Poly amide 6와 Glass fiber 65%의 구성 비율은 같으나 T5는 슈퍼엔프라 PPA를 첨가하여 흐름성의 차이를 가진다. 그리고 T3는 Flat glass fiber와 원형 Glass fiber를 혼합하여 사용하였다.

2.2 PA/GF복합재료 기계적 특성 분석

본 연구에서는 하이브리드 경량 카울크로스빔 구조에 적합한 PA/GF복합재료의 특성에 관한 연구로 제조된 PA/GF 시편을 활용하여 Glass fiber의 함량별 특성을 파악하였으며, Glass fiber 투입 조건에 따른 Glass fiber 길이 및 물성 변화와 만능재료시험기를 이용하여 인장 및 굴곡강도 실험을 진행하였다. 그리고 해당 복합재료의 충격시험과 복합재료의 진동감쇠특성을 분석하였다^4,5,11-15).

2.2.1 Glass fiber의 함량별 특성 파악

Polyamide(PA)의 강성 향상은 Glass fiber(GF)의 첨가를 통해 얻을 수 있다. 하지만 Glass fiber의 함량이 증가하게 되면 Glass fiber와 Polyamide간의 혼련성의 문제로 2축 압출기 내에서 Polyamide 원료의 가소화가 원활히 되는지 확인이 필요하다. 이를 위해 에스엠플라텍社의 TEK-30(Figure 3)을 활용하여 사출테스트를 진행하였다. 우선 Glass fiber의 함량별 가공성 확인을 실시하였으며, 가공성의 정도는 인장강도를 포함한 기계적 물성 결과 값을 바탕으로 판단하였다.

Figure 3. TEK-30(SM Platek Co.).

따라서 Glass fiber의 함량을 0%에서 50%까지 조절해가면서 Glass fiber의 함량별 인장강도 및 인장탄성율 및 충격강도 변화와 흐름성을 측정하였다.

Figure 4. Tensile strength test.

Figure 5. Flexural strength test.

2.2.2 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 인장 및 굴곡 강도 시험

인장시험을 위한 시편은 Dogbone 형태로 제작하였으며 총 시편은 PA6와 PA66의 열가소성 수지와 Glass fiber의 함량차로 구분하여 T1에서 T8까지 총 8가지 종류의 시편을 제작하여 시험하였다(Table 1).

T1부터 T5까지의 시편은 PA6 열가소성수지를 사용하여 Glass fiber의 함량을 조절하여 시편을 제작하였으며, T6에서 T8까지는 PA66 열가소성 수지를 사용하여 Glass fiber의 함량을 조절하여 시편을 제작하여 시험을 진행하였다.

인장 시편의 전체 폭은 20mm이고, Narrow section의 폭은 10mm이며, 전체 길이는 150mm으로 제작되었으며, 시편의 Gage length는 50mm이며, Crosshead speed는 1mm/min로 수행되었다.

인장 강도 시험은 ISO 527-1에 준하여 실험을 진행하였으며, 인장 강도(σt)는 식(1)을 통해 계산하였고 시험은 시편별로 총 5번 진행하였다.

Figure 6. Low temperature environment izod-charpy impact tester.

σt = F_max/A₀       (1)

where,

F_max: Maximum load before failure [N]

A₀: Average cross-sectional area [mm²]

또한 굴곡 강도 시험의 crosshead speed는 2mm/min으로 ISO 178에 준하여 진행하였으며 굴곡강도(⍴_f)는 식(2)를 통해 계산하였다. 시험은 시편별로 총 4번 진행하였다.

\(\begin{aligned}\rho_{f}=\frac{3 F L}{2 b d^{2}}\end{aligned}\)       (2)

where,

F: Load at a give point on the load-deflection curve [N]

L: Support span [mm]

b: Width of beam tested [mm]

d: Depth of beam tested [mm]

Figure 7. Sample installation and test.

2.2.3 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 충격시험

자동차 내장 부품인 칵핏 모듈을 지지하고 충돌시 에너지를 흡수하기 위한 높은 강성과 충돌 에너지 흡수 능력을 갖는 복합소재의 기계적 성능을 파악하기 위하여 PA/GF복합재료의 각 샘플별 충격시험을 ISO 180A(Izod)의 시험방법으로 수행하였다.

측정시편은 폭이 10.0±0.2mm(노치부의 너비 8.0±0.2mm)이며 두께는 4.0±0.2mm, 길이는 8.0±0.2mm이다. 측정단위는 kJ/m²이며, 측정장비는 저온환경 아이조드-샤르피 충격시험기(Model IT504 Charpy/Izod Impact Tester, USA)를 사용하였다. 그리고 Potential energy는 2.844J이고, 오차는 0.0239J이다.

2.2.4 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 진동감쇠 특성 분석

본 시험은 복합재료의 양단 자유진동 및 일단 고정 진동에 대한 진동감쇠특성을 분석한 것이다. 시험 방법은 KS D 0076 제진강판의 진동감쇠특성 시험방법(중앙지지 정상 여진법, 반가폭법)을 참조하여 시험하였다.

진동감쇠 특성 분석을 위한 시료는 위의 시험과 같은 PA/GF 복합재료인 T1에서 T8까지 8가지의 시편(시료의 크기: 폭 25mm, 길이 250mm)을 준비하여 진동감쇠 특성 분석을 수행하였다. 진동감쇠 특성은 손실계수를 이용하여 분석할 수 있다. 시험에 사용된 시험장비로는 Table 2와 같다.

Table 2. Test equipment

해당 시료들의 진동감쇠특성을 분석하기 위한 주파수분석기의 주파수 범위는 7Hz ~ 3200Hz이며, 주파수 간격 0.5Hz로 150초 동안 선형 평균으로 분석하였다. 그리고 가진 조건은 랜덤가진(Waveform : Random wave, Frequency span : 3200Hz)으로 설정하여 분석하였다.

시험장치는 시험편에서의 여진 입력에 대한 응답을 정확히 측정할 수 있도록 설정하였으며 Figure 8의 조합으로 구성하여 진행하였다.

Figure 8. Vibration suppression test(central excitation method) test method block diagram.

각 시편에 대한 손실계수의 산출은 정상여진법에 의해 얻은 여진력 F와 응답속도 V, 응답 가속도 A 또는 응답 변위 X로부터 Figure 9에 나타낸 것과 같은 전달함수의 주파수 응답곡선을 구한다.

Figure 9의 임의의 공진 피크에서 Figure 10에 나타낸 i차 공진주파수 fi와 전달함수의 절대값이 최대값보다 3dB 낮은 점에서의 주파수 fi₁, fi₂를 읽고, 식(3)에 따라 손실계수 η를 구한다.

\(\begin{aligned}\eta=\frac{f_{i 2}-f_{i 1}}{f_{i}}\end{aligned}\)       (3)

Figure 9. Frequency response curve of transfer function.

Figure 10. Full width at half maximum of resonance peak according to transfer function.

3. 결과 및 고찰

3.1 Glass fiber의 함량별 특성 파악

GF의 함량별 가공성 확인을 실시하였으며, 가공성의 정도는 인장강도를 포함한 기계적 물성 결과 값을 바탕으로 판단하였다. 인장·탄성율 및 강도 변화율의 시험편은 ISO 3167 type1A를 따라 시편을 제작하였으며 평가 방법은 ISO 527의 규정에 따라 진행하였다.

그 결과 GF의 함량별 물성 결과는 Figure 11 ~ Figure 14 그래프와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 그림에서와 같이 GF의 함량을 증가 시킬수록 인장강도와 인장탄성율이 향상되는 것을 확인 할 수 있었으나, 자동차용 복합재료로서 적용하기 위한 인장강도를 21GPa로 목표를 두기 때문에 PA66의 경우 GF의 함량이 50% 이상으로 첨가되어야 적용 물성인 19GPa을 넘어 21GPa 이상까지 달성 가능할 것으로 예상되며, PA6 또한 GF의 함량이 50% 이상으로 첨가되어야 18.5GPa을 넘어 20.5GPa 이상까지 달성 가능할 것으로 예상된다.

Figure 11. Change in tensile strength by GF content.

Figure 12. Change in tensile modulus of elasticity by GF content.

Figure 13. Charpy impact strength change by GF content.

Figure 14. Flowability change by GF content.

그러나 GF의 함량을 증가 시킬수록 충격강도는 40%를 기준으로 강도가 낮아짐을 확인할 수 있었으며, GF함량별 흐름성도 함량이 증가할수록 점점 감소함을 확인할 수 있어 PA/GF복합재료의 최적 물성도출을 위한 GF의 최적 함량확인이 필요하다.

3.2 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 인장 및 굴곡 강도 시험

PA(Polyamide)의 종류 및 Glass fiber 부피 함유율(60%)로 복합소재의 인장 및 굴곡특성을 측정한 결과는 시편별로 측정한 후 각각의 평균값을 나타내면 Table 3과 같다.

Table 3. Comparison of mechanical properties of PA/GF composites

Polyamide(PA)의 종류 및 Glass fiber 부피 함유율별로 복합소재의 인장 및 굴곡특성을 측정한 결과는 기지재로 PA6와 강화재인 Glass fiber의 함유율을 60%, 45% + fGF(Flat glass fiber) : 15%, 65%로 하였을 때 인장강도는 각각 216.2MPa, 220.9MPa, 219.3MPa, 226.7MPa, 241.1MPa이며, 굴곡강도는 각각 366.9MPa, 369.3MPa, 373.1MPa, 375.2 MPa, 393.1MPa로 나타났다.

그에 반해 기지재를 PA66를 사용하고 강화재를 Glass fiber의 함유율을 60%, 60%(고비중 : 2), 65%로 하였을 때는 인장강도는 240.4MPa, 240MPa, 245.4MPa이며, 굴곡강도는 각각 376.6MPa, 377MPa, 386.6MPa로 나타났다.

기지재가 PA6의 경우는 GF의 비중을 65%로 한 T5의 경우가 인장강도 및 굴곡강도가 제일 높게 나타났으며, 기지재를 PA66로 사용한 경우도 GF의 비중을 65%로 한 경우의 T8의 시편이 인장강도 및 굴곡강도가 제일 높게 나타났다.

결과적으로 PA66를 기지재로 사용한 복합재료가 PA6에 비해 전반적으로 인장강도 및 굴곡강도가 높게 나타남을 알 수 있었다(Figure 15, Figure 16).

Figure 15. Comparison of tensile strength of PA/GF composite materials.

Figure 16. Comparison of flexural strength of PA/GF composites.

3.3 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 충격시험

제공된 시편별로 ISO 180A(Izod)의 시험방법으로 충격시험을 5번 측정한 후 각각의 평균값을 나타내면 Table 4와 같다.

Table 4. Impact test result of PA/GF composite materials

자동차 내장 부품인 칵핏 모듈을 지지하고 충돌시 에너지를 흡수하기 위한 높은 강성과 충돌 에너지 흡수 능력을 갖는 복합소재의 기계적 성능을 파악하기 위하여 PA/GF복합재료의 각각에 대하여 충격시험을 진행하였으며, 결과적으로 PA6가 PA66보다 높은 스트레스와 충격에 견딜수 있는 특성이 있어 T1 ~ T5의 PA6와 GF의 복합재료가 T6 ~ T8의 PA66와 GF의 복합재료보다 내충격성이 대체적으로 더 높게 나타남을 알 수 있다(Figure 17).

Figure 17. Impact test result of PA/GF composite material.

3.4 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 진동감쇠 특성 분석

고유진동수 및 손실계수(Loss factor)는 각 시료별 각 6번의 측정을 하였으며 그 값의 평균값을 도출하였다. 그 값들은 Table 5에 나타내었다.

Table 5. Natural frequency and loss factor measurement results

Figure 18과 같이 시편 T1 ~ T8까지의 고유진동수와 손실계수를 측정하였다.

Figure 18. Vibration damping characteristics FRF graph of PA/GF composites.

시편 T1 ~ T5까지는 기지재로 열가소성 수지인 PA6를 사용하였고 T6 ~ T8까지의 시료는 PA66를 사용하였으며, 해당 인자들을 도출하기 위하여 시험법인 중앙지지 정상 여진법(KS D 0076)을 사용하였으며 해당시험법에서는 짝수 모드가 관측되지 않으며 손실계수는 무차원 값으로 표기된다.

측정한 결과 기지재로 사용된 PA6의 경우 1차 모드에서는 T3시편의 손실계수가 0.028로 가장 높게 나타내어 T3의 조성비로 제작된 PA/GF복합재료가 저주파 영역에서의 진동에 대한 에너지를 가장 많이 흡수하여 진동흡수에 대한 성능이 가장 좋게 나타났다. 또한 3차 모드와 5차 모드에서는 T2의 시편이 손실계수가 0.028과 0.034로 가장 높게 나타내어 T2의 조성비로 제작된 PA/GF 복합재료가 고주파 영역에서의 진동에 대한 에너지를 가장 많이 흡수하여 진동흡수에 대한 성능이 가장 좋게 나타났다. 이러한 결과로 살펴볼 때 기지재로 PA6를 사용할 경우 진동흡수에 대해서는 T2와 T3의 시편을 선택할 수 있으며 각 주파수영역별로 최적의 시편을 선정 적용하여 사용하게 될 수 있다.

기지재를 PA66를 사용한 T6 ~ T8까지의 시료의 경우 1차 모드와 2차 모드에서는 T6시편의 손실계수가 0.015로 가장 높게 나타내어 T6의 조성비로 제작된 GF/PA복합재료가 진동에 대한 에너지를 가장 많이 흡수하여 진동흡수에 대한 성능이 가장 좋게 나타났다. 그리고 5차 모드에서는 고비중의 T7의 시편이 손실계수가 0.019로 가장 높게 나타내어 T7의 조성비로 제작된 PA/GF 복합재료가 고주파 영역에서의 충격에 대한 에너지를 가장 많이 흡수하여 진동흡수에 대한 성능이 가장 좋게 나타났다.

전체적으로 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 고유진동수 및 손실계수의 측정을 통해 진동감쇠특성분석에서는 PA6를 기지재로 사용한 복합재료가 진동에 대한 에너지를 많이 흡수하여 진동흡수에 대한 성능이 PA66보다 좋게 나타났다.

4. 결론

본 연구에서는 자동차 내장 부품인 칵핏 모듈을 지지하고 충돌시 에너지를 흡수하기 위한 높은 강성과 충돌 에너지 흡수능력을 갖는 하이브리드 경량 카울크로스빔 구조에 적합한 PA/GF복합재료의 특성에 관한 연구를 수행하였다.

PA/GF복합재료는 사출 성형을 통하여 시료를 제작하였고, Glass fiber의 강화재와 기지재로 사용되는 PA6와 PA66를 사용한 복합재료의 성분 함유별 인장강도와 굴곡강도 및 충격시험을 수행하였으며, 각 시료별 진동감쇠특성 시험을 통하여 기계적 특성을 분석하였다.

그 결과 GF의 함량별 물성 결과는 GF의 함량을 증가 시킬수록 인장강도와 인장탄성율이 향상되는 것을 확인 할 수 있었으나, 자동차용 복합재료로서 적용하기 위한 인장강도를 21GPa로 목표를 두기 때문에 PA66의 경우 GF의 함량이 50% 이상으로 첨가되어야 적용 물성인 19GPa을 넘어 21GPa 이상까지 달성 가능할 것으로 예상되며, PA6 또한 GF의 함량이 50% 이상으로 첨가되어야 18.5GPa을 넘어 20.5GPa 이상까지 달성 가능할 것으로 예상된다.

PA6와 PA66를 사용한 복합재료의 성분 함유별 인장강도와 굴곡강도는 PA66를 기지재로 사용한 복합재료가 PA6에 비해 전반적으로 인장강도 및 굴곡강도가 높게 나타남을 알 수 있었다. 그리고 PA/GF복합재료의 각각에 대하여 충격시험에 대한 결과로는 PA6가 PA66보다 높은 스트레스와 충격에 견딜 수 있는 특성이 있어 T1 ~ T5의 PA6와 GF의 복합재료가 T6 ~ T8의 PA66와 GF의 복합재료보다 내충격성이 대체적으로 더 높게 나타남을 알 수 있었다.

마지막으로 카울크로스빔용 PA/GF복합재료의 고유진동수 및 손실계수의 측정을 통해 진동감쇠특성분석에서는 PA6를 기지재로 사용한 복합재료가 손실계수가 더 크게 나타내어 진동에 대한 에너지를 더 많이 흡수하여 진동흡수에 대한 성능이 PA66보다 좋게 나타났다.

따라서 본 연구는 복합소재-금속 하이브리드 카울크로스빔의 경량화를 위한 고강성 복합재료를 사용할 때 재료의 선택에 필요한 기계적 물성을 확보할 수 있는 실험적 데이터와 접근방법을 확보할 수 있었다.

감사의 글

이 연구는 2022년도 산업통상자원부 및 산업기술평가관리원(KEIT) 연구비 지원에 의한 연구입니다(과제번호: 20018916).