• Title/Summary/Keyword: 이방 물성

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Effects of Solubilized Additives on the Microstructure and Its Rheological Properties of CTAB Solutions (CTAB 용액의 미세구조와 유변학적 물성에 대한 첨가제의영향)

  • 양승만
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.9 no.1
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    • pp.6-15
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    • 1997
  • 계면활성제용액에 서로 다른 기능을 하는 두 종류의 첨가제를 투입하여 미셀의 미 세구조 전이현상을 규명하였다. 양이온 계면활성제는 CMC 이상의 농도에서 2단계의 미세 구조 전이거동을 나타낸다. 우선 구형 미셀은 첨가제의 투입에 의하여 표면에서의 친수성기 간의 반발력이 감소됨으로써 실린더형 또는 디스크형미셀로 전이가 일어난다. 더욱 농도가 증가하면 이방성을 가지는 실린더형 미셀간의 중첩 또는 hooking 현상에 의한 두 번째 전 이가 일어난다. 이때 미셀 용액은 흔히 점탄성을 나타내거나 확연한 비뉴톤성 유체거동을 나타낸다. 본 연구에선 heptanol의 화확구조적 차이가 물성에 나타내는효과를 규명하고 wormlike 미셀을 형성하는 MaSal에 의한 점탄성 거동을 살펴보았다. Heptanol의 화학구조 의 영향을 보면 약친수성기인 OH기가 알킬그룹과 나란하게 존재하여 밀집된 구조를 가지 기 쉬운 primary heptanol이 가장효과적으로 미세구조 전이를 유도함을 관찰하였다. 다른 이성질 hetanol의 경우 secondary heptanol이 teriary heptanol에 비하여 효과적임을 보이지 만 화학재할수 있는 농도범위가 매우 좁아 대부분 영역에서 비뉴톤성거동을 나타냄을 확인 하였다. 즉 NaSal를 사용한 경우 실린더형 미셀이 존재할 수 있는농도범위가 매우 좁아 대 부분 영역에서 비뉴톤성 거동을 나타냄을 확인하였다. 즉 NaSal 이 첨가된 용액은 선형점탄 성거동을 보이며 몰비가 증가함에 따라 scission 과정이 관찰되었다. 또한 몰농도비에 따라 항복응력과 shear thickening 특징을 보이는데 이는 흐름장의 세기에 따라 미세구조 변화가 일어나기 때문이다.

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Estimation of Representative Mechanical Property of Porous Electrode for Secondary Batteries with Homogenization Method (균질화 기법을 이용하여 기공이 있는 이차전지 극판의 대표 기계 물성 도출을 위한 연구)

  • Pyo, Changmin;Kim, Jaewoong
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.21 no.9
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    • pp.85-91
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    • 2022
  • The demand for electric vehicles has increased because of environmental regulations. The lithium-ion battery, the most widely used type of battery in electric vehicles, is composed of a cathode, an anode, and an electrolyte. It is manufactured according to the pole plate, assembly, and formation processes. To improve battery performance and increase manufacturing efficiency, the manufacturing process must be optimized. To do so, simulation can be used to reduce wasted resources and time, and a finite-element method can be utilized. For high simulation quality, it is essential to reflect the material properties of the electrode by considering the pores. However, the material properties of electrodes are difficult to derive through measurement. In this study, the representative volume element method, which is a homogenization method, was applied to estimate the representative material properties of the electrode considering the pores. The representative volume element method assumes that the strain energy before and after the conversion into a representative volume is conserved. The method can be converted into one representative property, even when nonhomogeneous materials are mixed in a unit volume. In this study, the material properties of the electrode considering the pores were derived. The results should be helpful in optimizing the electrode manufacturing process and related element technologies.

A Study on Thermal Properties of Rocks from Gyeonggi-do Gangwon-do, Chungchung-do, Korea (경기도, 강원도, 충청도 일대의 암석 열물성 특성 연구)

  • Park, Jeong-Min;Kim, Hyoung-Chan;Lee, Young-Min;Song, Moo-Young
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.40 no.6
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    • pp.761-769
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    • 2007
  • We made 712 thermal property measurements on igneous, metamorphic and sedimentary rock samples from Gyeonggi-do, Gangwon-do and Chungchung-do, Korea. The average thermal conductivities of igneous, metamorphic and sedimentary rocks are 3.58W/m-K, 4.16W/m-K and 4.53W/m-K, respectively. Thermal conductivity of granite and gneiss are 2.13-5.87W/m-K and 2.26-6.67W/m-K, with average values of 3.57W/m-K and 3.945W/m-K, respectively. The average of thermal diffusivities are $1.43mm^2/sec\;and\;1.55mm^2/sec$, respectively; the average of specific heat values are 0.914J/gK, 0.912J/gK for granite and gneiss samples, respectively. The thermal conductivity of a rock type generally have a wide range because it depends on various factors such as dominant mineral phase, micro-structure, anisotropy, and so on.

Acquisition and Verification of Dynamic Compression Properties for SHPB of Woven Type CFRP (Woven Type CFRP의 SHPB에 대한 동적 압축 물성 획득 및 검증)

  • Park, Ki-hwan;Kim, Yeon-bok;Kim, Jeong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.48 no.5
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    • pp.363-372
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    • 2020
  • Dynamic compressive material properties at high strain rates is essential for improving the reliability of finite element analysis in dynamic environments, such as high-speed collisions and high-speed forming. In general, the dynamic compressive material properties for high strain rates can be obtained through SHPB equipment. In this study, SHPB equipment was used to acquire the dynamic compressive material properties to cope with the collision analysis of Woven tpye CFRP material, which is being recently applied to unmanned aerial vehicles. It is also used as a pulse shaper to secure a constant strain rate for materials with elastic-brittle properties and to improve the reliability of experimental data. In the case of CFRP material, since the anisotropic material has different mechanical properties for each direction, experiments were carried out by fabricating thickness and in-plane specimens. As a result of the SHPB test, in-plane specimens had difficulty in securing data reproducibility and reliability due to fracture of the specimens before reaching a constant strain rate region, whereas in the thickness specimens, the stress consistency of the specimens was excellent. The data reliability is high and a constant strain rate range can be obtained. Through finite element analysis using LS-dyna, it was confirmed that the data measured from the pressure rod were excessively predicted by the deformation of the specimen and the pressure rod.

순수 굽힘 모멘트 장치와 순수 전단력 장치에 관한 고찰

  • 황재석
    • Journal of the KSME
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    • v.32 no.6
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    • pp.536-553
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    • 1992
  • 하중 종류 중에서 가장 기본적인 하중 중의 하나인 순수 전단력과 순수 굽힘 모멘트를 발생시 키고자 할 때는 아래와 같은 장치를 사용하는 것이 좋다. 1) 등방성체나 이방성체의 횡 전단계수 (G$_{12}$)와 횡 응력 프린지치(f$_{12}$) 등을 측정 하고자 할 때, 또는 모드 II (mode II)상태의 파괴역학을 연구하고자 할 때는 그림 1, 그림 2, 그림 3 그리고 그림 4 등에 제시된 것 중에서 적당한 것을 사용할 수 있다. 그러나 순수 전단 력이 발생되는 면적이 크고, 순수 전단력을 정확하고 균일하게 발생시키고자 할 때, 각 재료의 전단 물성치(shear properties) 측정, 모드II(mode II) 상태의 파괴역학을 연구하고자 할 때는 본 연구자가 고안한 H.I.S.T. 장치를 이용하면 편리하다. 2) 직선 보에 순수 굽힘 모멘트를 균일하고 정확하게 가하고자 할 대는 N.B.M.장치를 사용하는 것이 좋다. 또 N.B.M. 장치는 어느 보의 장치보다도 곡선보나 변형이 큰 보에도 더 정확하고 균일하게 순수 굽힘 모멘트를 발생시킬 수 있다.

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Stress and Displacement Fields of a Propagating Mode III Crack in Orthotropic Functionally Gradient Materials with Property Gradation Along Y Direction (Y방향을 따라 물성치구배를 갖는 직교이방성 함수구배 재료에서 전파하는 모드 III 균열의 응력장과 변위장)

  • Lee, Kwang-Ho
    • Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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    • v.9 no.1
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    • pp.37-44
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    • 2006
  • Stress and displacement fields of a Mode III crack propagating along the normal to gradient in an orthotropic functionally gradient materials (OFGM), which has (1) an exponential variation of shear modulus and density, and (2) linear variation of shear modulus with a constant density, are derived. The equations of motion in OFGM are developed and solution to the displacement and stress fields for a propagating crack at constant speed though an asymptotic analysis. The first three terms in expansion of stress and displacement are derived to explicitly bring out the influence of nonhomogeneity. When the FGM constant ${\zeta}$ is zero or $r{\rightarrow}0$, the fields for OFGM are almost same as the those for homogeneous orthotropic material. Using the stress components, the effects of nonhomogeneity on stress components are discussed.

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복합체 응력해석의 광탄성 실험법

  • 황재석
    • Journal of the KSME
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    • v.31 no.3
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    • pp.276-292
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    • 1991
  • 복합체 구조물을 광탄성 실험법으로 응력해석 하고자 할 때는 반드시 아래의 사항이 연구되어야 한다. (1) 복합체 구조물의 이방성 성질과 상사되는 광탄성 재료가 개발되어야 한다. (2) 광탄성 재료의 기본 물성치($E_L,E_r,G_{LT},V_{LT}$)와 응력 프린지치($f_L,f_r,f_{LT}$) 등이 측정되어야 한다. (3) 복합체 구조물의 응력 해석을 할 수 있는 광탄성 실험의 실험 방법이 개 발되어야 한다. 이론적으로 규명하기 힘들고 역학적으로 논란되고 있거나 인명에 관계되는 기 계나 구조물 등을 이론적으로 해결하였으나 실험적으로 확인하려고 할 때 광탄성 실험법은 확인 실험법으로써 매우 유용한 방법이므로 아래와 같이 요구된다. 광탄성 실험법이 앞에서 나열된 것처럼 파괴 역학의 여러 분야에도 유용하게 이용될 뿐만 아니라 의학 분야에도 매우 유용하게 이용되고 있다.

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Fabrication of Carbon Nanofiber/Polyvinyl Alcohol Composites for Electromagnetic Interference Shielding (전자파 차폐용 나노탄소섬유/PVA 복합재의 제조)

  • 김명수;이방원;우원준;안광희
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.37 no.9
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    • pp.921-926
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    • 2000
  • 에틸렌과 프로판가스로부터 Ni 및 Ni-Cu의 합금촉매를 사용하는 화학증착반응에 의해 제조한 나노탄소섬유에 충전재로 하고, 환경 친화적인 폴리비닐알코올을 매트릭스로 이용하여 복합재를 제조하여 전자파 차폐효능을 조사해 보았다. 전자파 차폐용 충전재의 중요한 물성치인 전기전도도는 나노탄소섬유의 반응조건에 따라 매우 민감하게 변했는데, 전체적으로 10000 psi 압력에서 4.2~29 S/cm 사이에 분포하였고 합금촉매보다도 순수한 Ni로 제조된 나노탄소섬유의 전기전도도 값이 높았다. 한편, 나노탄소섬유/폴리비닐알코올 복합재의 전기전도도는 Ni:Cu(7:3) 합금촉매에서 제조된 나노탄소섬유를 충전시켰을 때, 가장 높게 얻어져서 충전재의 전기전도도 외에도 비표면적이 중요한 변수임을 알 수 있었다. PVA 양에 대한 나노탄소섬유의 함량이 증가할수록 나노탄소섬유 복합재의 전기전도도는 기하급수적으로 증가했고, 110$0^{\circ}C$에서 1시간 동안 나노탄소섬유의 열처리를 통하여 복합재의 전기전도도는 5~7배 증가하였으며, 전자파 차폐율은 2~3 dB 정도 향상시킬 수 있었다.

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Modeling and Application of Active Fiber Composites (능동 화이버 복합재의 모델링 및 적용 연구)

  • Ha, Seong-Gyu;Lee, Yeong-U;Kim, Yeong-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.25 no.8
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    • pp.1261-1268
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    • 2001
  • Effective material properties of active fiber composites with interdigitated electrodes are derived as a function of the fiber volume fraction. For the purpose of applying the rule of mixture, three unit cell models are introduced; each for the deformation and stress continuities in the out of plane and in-plane directions, and the continuity of the electrical displacement in the longitudinal direction. Derived effective material properties are compared with the results by the finite element method; good agreements are observed between them. As an application, the electromechanical behavior of the angle ply laminates with the active fiber layers bonded on the top and bottom surfaces are investigated; the angle of piezoelectric fiber to maximize the twisting curvature is obtained using the present model.