하이브리드 복합재 크러시 박스의 수열 노화 효과

차량용 크러시 박스는 사고 시 손상을 최소화하는 핵심 안전 부품으로, 충돌 에너지를 흡수하는 역할을 한다. 본 연구에서는 0.25% 및 0.50% 그래핀이 첨가된 원통형 복합재 크러시 박스의 피크 힘, 에너지 흡수량, 비에너지 흡수량을 수열 노화 조건에서 실험적으로 분석했다. 복합재 크러시 박스는 유리섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유 및 이들의 하이브리드 조합을 사용하여 진공 주입법으로 제작되었다. 하이브리드화 과정에서는 섬유의 권선 순서를 내부에서 외부로 변경했다. 수열 노화 조건은 60°C에서 500시간 및 1000시간으로 설정하여 진행했다. 가장 높은 에너지 흡수 값은 0.25% 그래핀이 첨가된 에폭시 수지 매트릭스의 탄소섬유 강화 샘플(CFRPG1H2)에서 1000시간 수열 노화 후 관찰되었다. 반면, 가장 낮은 피크 강도는 0.50% 그래핀이 첨가된 아라미드섬유 강화 샘플(AFRPG2H2)에서 1000시간 수열 노화 후 나타났다. 그래핀 첨가율을 높이면 노화로 인한 부정적인 영향이 감소하는 경향을 보였다. 특히 그래핀 비율을 0.25% 증가시키는 것이 노화 특성에 유의미한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 차량 안전 부품 설계 및 복합재료의 내구성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.