압축하중을 받는 NiTi 형상기억합금의 양방향 작동 특성 및 상변태 모델링에 관한 연구 = A study on the two-way actuating characteristics and martensite transformation kinetics modelling of NiTi shape memory alloy under compression

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형상기억효과는 일방향과 양방향으로 구분될 수 있다. 일방향 형상기억효과는 일반적인 NiTi 합금에서 사용되는 특성이지만 양방향은 특별한 트레이닝을 통해 유도되는 온도에 따라 형상이 변하는 가역적인 반응이다. 일방향을 이용하는 NiTi 작동기는 작동 전 잔류변형을 남겨야하지만 양방향은 잔류변형을 필요로 하지 않는다. 따라서 양방향 형상기억효과를 더 편리하게 작동기에 적용할 수 있다. 다양한 트레이닝 방법, 양방향 형상기억효과 유도에 영향을 미치는 인자 등 현재까지 양방향 형상기억효과에 관한 연구가 많이 진행되었다. 하지만 대부분의 연구는 인장하중을 이용하였으며 압축하중을 이용한 양방향 형상기억효과 유도에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 아직까지 정립되어 있지 않은 NiTi 형상기억합금의 압축에서의 기계적 거동과 양방향 형상기억효과 유도에 관한 연구를 수행하였다. 양방향 형상기억효과를 유도하기 위해 형상기억사이클과 일정응력 열사이클을 이용하였으며 열처리 온도와 기하학적 영향을 고려하였다. 마지막으로 압축에서의 마르텐사이트 상변태 방정식을 유도하였다. 현재 가장 많이 사용되어지고 있는 1차원 Brinson 모델은 압축 열-기계적거동과 회복거동을 표현하지 못하는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 압축 형상기억효과와 초탄성효과를 표현할 수 있는 상변태 방정식을 제안하고 실험결과와 비교하였다. 먼저 압축 상변태도를 작성하여 압축에서의 정확한 파라미터 값을 얻고 상변태도와 기계적 거동을 통하여 새로운 상변태 방정식을 제안하였다. 제안된 방정식은 마르텐사이트 체적 분율을 적절히 표현할 뿐만 아니라 구성방정식을 통한 모사를 통해 본 방정식이 압축 열-기계적 거동을 매우 잘 표현함을 확인하였다.
Advisors
이정주researcherLee, Jung-Ju
Description
한국과학기술원 : 기계공학전공,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2012
Identifier
511374/325007  / 020085292
Language
kor
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공, 2012.8, [ xi, 187 p. ]

Keywords

형상기억합금; 양방향 형상기억효과; 압축; Shape memory alloy; Two-way shape memory effect; Compression; Martensite transformation kinetics; 마르텐사이트 상변태

URI
http://hdl.handle.net/10203/181639
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=511374&flag=dissertation
Appears in Collection
ME-Theses_Ph.D.(박사논문)
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