• Title/Summary/Keyword: 응력입자

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A Study on the Elastoplastic Behavior and Yield Surface of Polymer Nanocomposites by Molecular Dynamics Simulations (분자동역학 전산모사를 이용한 나노입자 복합재의 탄소성 거동과 항복 예측에 관한 연구)

  • Yang, Seung-Hwa;Yu, Su-Young;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.558-561
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    • 2010
  • 본 연구에서는 나노복합재의 탄소성 거동과 항복응력을 예측하기 위해 분자동역학 전산모사를 수행하였다. 나일론 기지와 실리카 나노입자가 포함된 단위 셀 구조로부터 나노입자의 체적분율 변화에 따른 응력-변형률 선도를 등변형률을 적용한 등온등압 앙상블 전산모사로부터 도출하였다. 4%의 변형률 범위에서 나노복합재의 탄성계수를 도출하였고, 이를 이용하여 2% 오프셋 방법으로 항복응력을 예측하였다. 나노입자의 유무에 따른 항복평면의 변화와 고분자 재료에서 나타나는 정수압 효과가 항복평면에 미치는 영향을 확인하기 위해 일축 인장/압축 그리고 이축 인장/압축을 수행하였고, 각각의 경우에 나타나는 나노복합재 내부의 자유체적 변화에 대한 분석을 통해 나노입자의 강화효과를 고찰하였다. 또한 고분자 기지로 인해 발생하는 정수압 효과를 반영한 von-Miss 항복평면을 도출하고, 입자의 체적분율 변화에 따른 항복응력의 예측이 가능하도록 정수압효과에 대한 파라메터를 체적분율의 함수로 근사하였다.

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Simulation of Bi-dispersed Electrorheological Fluids of Different Particle Sizes by the Extended Maxwell-Wagner Polarization Model (확장된 Maxwell-Wagner 분극 모델에 의한 서로 크기가 다른 입자들로 구성된 이성분계 전기유변 유체의 전산 모사)

  • Kim, Young Dae
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.60 no.4
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    • pp.613-619
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    • 2022
  • The extended Maxwell-Wagner polarization model is employed to describe the ER(Electrorheological) behavior of bi-dispersed ER suspensions, and solutions to the equation of motion are obtained by dynamic simulation. Under the same particle volume fraction, it is found that the dynamic yield stresses of uniform size suspensions do not depend on the particle size. Compared with uniform size suspensions, the dynamic yield stress is reduced for ER fluids consisting of two kinds of particles with different sizes. Compared with the dynamic yield stress behavior, for ${\dot{\gamma}}^*$≧0.01 the shear stress shows different behaviors depending on the particle sizes and the raio of different size particles. The simulation results show the nonlinear ER behavior (∆𝛕 ∝ En, n ≈ 1.55) of the conducting particle ER suspensions.

Characteristics of Shear Wave Velocity as Stress-induced and Inherent Anisotropies (응력유도 및 고유 이방성에 따른 전단파 속도 특성)

  • Lee, Chang-Ho;Yoon, Hyung-Koo;Truong, Hung-Quang;Cho, Tae-Hyeon;Lee, Jong-Sub
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.22 no.11
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    • pp.47-54
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    • 2006
  • Shear wave velocity of uncemented soil can be expressed as the function of effective stresses when capillary phenomena are negligible. However, the terms of effective stresses are divided into the direction of wave propagation and polarization because stress states are generally anisotropy. The shear wave velocities are affected by ${\alpha}$ parameters and ${\beta}$ exponents that are experimentally determined. The ${\beta}$ exponents are controlled by contact effects of particulate materials (sizes, shapes, and structures of particles) and the ${\alpha}$ parameters are changed by contact behaviors among particles, material properties of particles, and type of packing (i.e., void ratio and coordination number). In this study, consolidation tests are performed by using clay, mica and sand specimens. Shear wave velocities are measured during consolidation tests to investigate the stress-induced and inherent anisotropies by using bender elements. Results show the shear wave velocity depends on the stress-induced anisotropy for round particles. Furthermore, the shear wave velocity is dependent on particle alignment under the constant evvective stress. This study suggests that the shear wave velocity and the shear modulus should be carefully estimated and used for the design and construction of geotechnical structures.

Residual Stress Effect in Ferroeletric Ceramics (강유전 요업체에서의 잔류응력 영향)

  • 정훈택;김호기
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.2 no.1
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    • pp.70-75
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    • 1992
  • A model for a microstructural residual stress in a ferroelectric material is proposed. Based on this model, two facts are estimated. One of them is that the residual stress on a grain boundary is larger than that on a domain boundary. Another one is that the microstructural residual stress decrease with increasing grain size. These facts are confirmed by the microcrack morphology and the dependence of dielectric constant hysteresis between heating and cooling on grain size in $PbZr_{0.4}Ti_{0.6}O_3$ ceramics.

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The study on effects of porosity, strain and grain size on B-H Hysteresis Ioop (기공율, 응력 및 입자 크기가 B-H Hysteresis loop 특성에 미치는 영향 연구)

  • 김성재;정명득;백종규
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.4 no.2
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    • pp.89-93
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    • 1994
  • Effects of density, inner-stress, and grain size on B-H hysteresis loop properties of Mg-ferrite were investigated. As the sintered bulk density increase, coercive force($H_c$) decreasand squareness ratio increase. Coercive force was very dependent on inner-stress in sintered body, so coercive force increase from 1.95[Oe] to 4.35[Oe] when inner stress present in bulk, however, the squareness ratio was almost not changed Coercive force and squareness ratio were independent on grain size of sintered body which is between 6-11[$\mu\textrm{m}$]

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Stress-Strain Behavior and Electrical Resistive of Conductive Silver Particle/Silicone Composite Pastes with Surface Modification (표면처리에 따른 도전성 은입자/실리콘 복합 페이스트의 응력-변형율 거동 및 전기비저항 특성)

  • 이건웅;방대석;박민;조동환
    • Composites Research
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    • v.17 no.5
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    • pp.61-67
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    • 2004
  • This paper reports the electrical conductivity and the stress-strain behavior of silver particle-filled silicone composite pastes for electromagnetic interference (EMI) shielding gasket materials. The percolation threshold (critical concentration) of the composite paste obtained by incorporating irregular sphere-shaped silver particles and room temperature vulcanizing (RTV) silicone resin was determined from the electrical conductivity result. At about 28 vol% Beading of untreated silver particles, the percolation phenomenon occurred and at this critical concentration, the volumetric resistivity, the tensile strength, and the elongation of the pastes were investigated. This work also suggests that the stress-strain characteristics of a composite paste filled with metal particles above the percolation threshold may be effectively improved by properly selecting a coupling agent.

Characteristics of Rigid-Soft Particle Mixtures with Size Ratio (입자크기비에 따른 강-연성 혼합재의 공학적 특성)

  • Lee, Chang-Ho;Yoon, Hyung-Koo;Kim, Rae-Hyun;Lee, Woo-Jin;Lee, Jong-Sub
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.24 no.8
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    • pp.125-135
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    • 2008
  • Rigid-soft particle mixtures, which consist of sand and rubber, are investigated for the understanding of the stress-deformation and elastic moduli. Specimens are prepared with various size ratio sr between sand and rubber particles, and different volumetric sand fraction sf. Small strain shear waves are measured under $K_o$-loading condition incorporated with the stress-deformation test by using oedometer cell with bender elements. The stress-deformation and small strain shear wave characteristics of rigid-soft particle mixtures show the transition from a rigid particle behavior regime to a soft particle behavior regime under fixed size ratio. A sudden rise of $\Lambda$ factor and the maximum value of the $\zeta$ exponent in $G_{max}=\;{\Lambda}({\sigma}'_{o}/kPa)^{\zeta}$ are observed at $sf\;{\approx}\;0.4{\sim}0.6$ regardless of the size ratio sf. Transition mixture shows high sensitivity to confining stress. The volume fraction for the minimum porosity may depend on the applied stress level in the rigid-soft particle mixtures because the soft rubber particles easily distort under load. In this experimental study, the size ratio and volumetric sand fraction are the important factors which determine the behavior of rigid and soft particle mixtures.

Anisotropic Modelling of Partially Saturated Soil Behaviour by Means of ALTERNAT (ALTERNAT 구성모델을 이용한 불포화토 거동의 비등방 모형화)

  • Kwon, Hee-Cheol;Lee, Cheo-Keun;Heo, Yol
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.5
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    • pp.71-82
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    • 2001
  • 불포화토에 있어서 함수상태는 지반이 건조할수록 수축하고 습윤상태로 진행할수록 파괴에 이르게 하는 추가적인 입자간 응력을 발생시키며, 이러한 간극수와 흙입자 사이에 발생하는 현상을 규명하기 위해서는 정확한 모형화가 필요하다. 흙입자와 간극수 사이의 상호작용에서 흡입유발 유효응력(suction-induced effective stress)을 규명하기 위해 정규모형(regular packing)과 임의모형(random packing)이 적용될 수 있다. 최근의 연구결과에 따르면 흙은 흡입유발 유효응력과 밀접한 관계가 있으며, 흙의 비등방텐서(anisotropic tensor)를 구하기 위해 적용된 ALTERNAT 모델을 이용하여 구조텐서(fabric tensor)를 개략적으로 정의할 수 있다. Thornton의 임의모형 시뮬레이션은 구조텐서에 상응하는 파괴응력 상태를 포함하고 있으며, 미소역학 시뮬레이션을 통하여 구조텐서를 구하였다. 본 연구에서는 상기에 언급된 구형의 흙입자 모형에 대한 이론적 고찰이 수행되었고, ALTERNAT 모델을 적용한 간단한 비등방텐서의 결과를 구조텐서와 비교하였다. 본 연구결과 비등방텐서는 미소역학 시뮬레이션에 의한 구조텐서에 비해 약 20~40%정도 큰 값을 나타내었다.

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The Influence of External Stress on the Degradation Phenomena of PZT Ceramics (외부응력에 의한 PZT압전세라믹스의 열화현상)

  • Im, Jin-Ho;Lee, Jun-Hyeong;Kim, Jin-Ho;Jo, Sang-Hui
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.4 no.4
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    • pp.439-444
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    • 1994
  • The influence of the direction of applied compressive stress on degradation mechanism ofpoled PZT sample was studied. When compressive stress perpendicular to poling direction was appliedon poled PZT sample, the degradation phenomena was explained by the diffusion of space chargepolarization. On the contrary, compressive stress parallel to poling direction was applied, it wasexplained by the rearrangement of 90" domains. As the grain size increased, the degradation phenomenawas promoted. It is attributed to different internal stress due to difference of grain size. of grain size.

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An Electrorheological (ER) Study on the Silica Suspensions (실리카 현탁액의 전기유변학적 연구)

  • 주상현
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.6 no.1
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    • pp.49-59
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    • 1994
  • 높은 전기장 하에서 다분산, 비구형 실리카/실리콘 오일 현탁액의 전기유변 (electrorheological, ER)현상을 살펴 보았다. 전기유변유체는 전기장 방향으로 사슬구조를 형 성하는 특성을 보이며 이것이 유변물성의 향상에 기여하는 것으로 알려졌다. 동적(dynamic) 상태 실험에서 전기장 하의 실리카 현탁액은 매우낮은 임계변형율(${\gamma}$c =0.1%)이상에서 비선 형 점탄성을 보였다. 저장탄성계수(G')는 변형율 변화에 손실탄성계수(G")는 매질의 점도 에 더 민감한 의존성을 보였다. 또한 겉보기 항복응력은 입자의 부피분율과 전기장에$\Phi$1.9E1.4 의 의존성을 보였는데 부피분율에 대한 의존성이 큰 이유는 0.1 이상의 부피분율에서 복합 사슬 구조 내의 입자들 간의 상호 정전효과가 지배적으로 나타나기 때문이라고 생각된다. 정상상태 실험에서는 부피분율이 크거나 높은 전기장 하에서 전단속도가 0.1sec-1 정도 이하 로 감소함에 따라 전단응력이 급겨히 증가하는 현상을 보였다. 그러므로 본질적인 동적 항 복응력을 얻기 위해서는 매우 낮은 전단속도 영역의 특이한 응력거동을 고려해야한다. 큰 전단속도 하에서는 hydrodynamic interaction의 영향으로 전단속도의 증가에 따라 전단응력 이 증가하였다. 이같은 전단응력의 거동을 계단전단실험으로 확인하였다.

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