• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권9호
• /
• pp.1235-1240
• /
• 2010

와이어직조 카고메(WBK)는 나선형으로 성형된 와이어를 6 방향에서 조립하여 제작된다. 지금까지의 WBK 는 수작업으로 조립되어 왔지만, 산업적 적용을 위해서는 조립공정의 자동화가 필수적이다. 또한, 유연한 와이어로 WBK를 제작할 경우 기하학적 형상을 유지할 수 없으므로 직조기와 같은 자동화 기계의 개발이 절실하다. 이번 연구에서는, 유연한 와이어를 이용하여 WBK 를 제작하는 직조기를 설계 및 제작하였다. 이 직조기는 상부 플레이트의 회전운동과 와이어를 삽입하는 장치의 병진운동으로 작동 된다. 그리고 이미 삽입된 와이어 간의 간섭을 방지하기 위한 빗살장치는 다층의 카고메망 사이에 위치된다. 또한 이 직조기는 나선형 와이어와 직선형 와이어로 구성된 semi-WBK 의 제작에도 이용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권4호
• /
• pp.353-359
• /
• 2009

Wire-woven Bulk Kagome (WBK) is a new truss type cellular metal fabricated by systematic assembling of helical wires in six directions. In this work, the experiments of mechanical behaviors of WBK cored sandwich panels subjected to bending load were performed and the results were compared with those by the corresponding analytic solutions. And also, finite element simulations were performed to validate the optimal design according to the analytic solutions. It is found the sandwich panel with WBK core performed excellently in terms of energy absorption and deformation stability after the peak point as well as the load capacity.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권9호
• /
• pp.782-787
• /
• 2008

First, the effect of the geometry such as the curved shape of the struts composing the truss structure of WBK is elaborated. Then, analytic solutions for the material properties of WBK and the maximum loads of a WBK-cored sandwich panel under bending are derived. A design optimization with the face sheet thickness and the core height selected as the design variables is presented for given slenderness ratios of the WBK core. Unless the face sheet thickness is limited, the optimal design to give the maximum load per weight is always found at a confluence of three failure modes, namely, face sheet yielding, indentation plastic, and core shear modeB plastic.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
• /
• pp.1410-1415
• /
• 2007

Recently introduced WBK(Wire-wounded Bulk Kagome) shows relatively superior mechanical properties compared to other types of PCM. WBK is fabricated by assembling helical wires in 6 directions. Wire being a helix, the wire's geometric properties like pitch and helical radius shows certain geometric characteristics which can play some critical role in setting up an automatic fabrication process. In this study, geometry of WBK is modeled by various transformations of a piece of helical wire and the characteristics of the geometry of an element of WBK truss are discussed. In addition, the roles of pitch and helical radius of wire in optimizing the assembling process are described and the derivation of criteria is attempted to decide proper helical radius which would maintain minimal interference between wires at the crossings.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권9호
• /
• pp.1099-1103
• /
• 2011

기존의 WBK(와이어 직조 카고메)의 기계적 강도와 강성은 WBK 를 구성하는 요소가 반듯하다는 가정 아래에서 계산되었다. 실제 WBK 의 요소는 3 차원 나선형상을 이루고 있어 계산된 이론 해와 실험 결과값과 차이를 보인다. 이번 연구에서는 정확한 WBK 의 기계적 강도와 강성을 위해 하나의 트러스 요소의 굴곡 효과와 브레이징 접합 부를 고려하여 계산하였다. 또한 예측한 이론 해의 검증을 위한 경계주기조건(PBC) 유한요소해석을 수행하여 실험 결과값과 비교 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권4A호
• /
• pp.237-244
• /
• 2012

콘크리트는 재료적으로 인장에 취약하고 변형에 취성이 크다는 태생적 단점을 갖고 있다. 콘크리트 조직에 인장에 강한 작은 섬유를 혼합한 섬유보강콘크리트는 이러한 취약점을 보완할 수 있는 좋은 방법으로 간주되었으며, 많은 종류의 섬유재료와 방법들이 제안되었다. 그러나 이 섬유보강콘크리트에도 아직까지 해결하지 못한 문제로서 균질한 배합이 힘들고 높은 체적비를 갖는 섬유 혼입의 어려움 등이 있다. 최근에 새로운 개념의 규칙적 다공질 금속(periodic cellular metal)이 개발되어 기계 분야에 많이 적용되고 있는 철선으로 직조된 카고메 트러스가 있다. 이 논문은 기존 강섬유보강콘크리트의 현실적 문제점을 해결하기 위한 방법의 일환으로 카고메 트러스의 적용 가능성을 검토하기 위한 기초 실험 연구 결과를 정리한 것이다. 3종류의 카고메 트러스로 보강된 실험체와 동일한 제원의 수직스터럽으로 보강된 보 실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 카고메 트러스 보강 실험체에서는 강도와 연성이 보통 스터럽 보강 보 보다 더 우수한 결과를 나타냈으며, 복부 보강재로서 우수한 기능을 할 수 있는 것으로 판명되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
• /
• pp.138-143
• /
• 2008

Recently, a new periodic cellular metal(PCM) named as Wire wove Bulk Kagome(WBK) was introduced. Based on the shape of tetrahedra composing a WBK, WBKs are classified into two types, namely, concave and convex type. They are easily differentiated by changing the assembling sequence. The effect of geometrical parameters such as the wire diameter, strut length and number of layers on the compressive behavior of concave type WBK has already been investigated. In this work, the similar works were performed with the convex type WBKs. It was shown that the compressive strength of the convex type WBK was quite similar to that of the concave type. The compressive strengths of convex type specimens also depend on the slenderness ratio, but a little different from those of concave type specimens in the detailed behavior. And densification occurs earlier than the concave type WBK.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권9호
• /
• pp.827-833
• /
• 2016

와이어 직조 Kagome는 와이어로 직조된 Periodic Cellular Metal의 일종으로서 Kagome 구조로 이루어져 있다. 와이어 직조 Kagome는 무게 대비 높은 강도와 강성을 가지면서 대량 생산에도 큰 가능성을 가지는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 ${\alpha}$-cristobalite 구조적 특성을 모사하여 음의 푸아송비를 갖는 새로운 직조 구조체를 개발하였다. 와이어 직조 Kagome를 제작한 후 사면체 단위셀 부분을 강구와Epoxy를 이용하여 채우고, 초기 변형을 주어 시편을 제작하였다. 또한 FEA 시뮬레이션을 통해 제작 가능성을 확인하고, 실제 제작한 구조체를 대상으로 기계적 특성을 연구하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권8호
• /
• pp.737-744
• /
• 2017

최근 Shellular라는 새로운 극저밀도 재료가 소개되었다. Shellular는 주기적 구조를 가지면서도 한장의 부드러운 곡면의 쉘로 구성되어 있다. 최초의 Shellular는 리쏘그래피를 이용하여 제조되며 3주기최소곡면의 일종인 P-곡면과 유사한 형태를 갖는다. 본 연구에서는 와이어 직조에 기반하여 D-곡면과 유사한 Shellular를 제작하는 새로운 방법을 제시한다. 실험과 유한요소해석을 통하여 압축하중 하의 재료물성을 평가하고 종래의 극저밀도 재료와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제31권7호
• /
• pp.792-799
• /
• 2007

A newly developed cellular metal based on kagome lattice is an ideal candidate for multifunctional materials achieving various optimal properties. Intensive efforts have been devoted to develop efficient techniques for mass production due to its wide potential applications. Since a variety of imperfections would be inevitably included in the realistic fabrication processes, it is highly important to examine the correlation between the imperfections and material strengths. Previous performance tests were mostly done by numerical simulations such as finite element method (FEM), but only for perfect structures without any imperfection. In this paper, we developed an efficient numerical framework using nonlinear random network analysis (RNA) to verify how the statistical imperfections (geometrical and material property) contribute to the performance of general truss structures. The numerical results for kagome truss structures are compared with experimental measurements on 3-layerd WBK (wire-woven bulk kagome). The mechanical strength of the kagome structures is shown relatively stable with the Gaussian types of imperfections.