Thermal deformations of tension mask under localized heating are analyzed using finite element method and electron beam landing shifts are predicted by the analysis results. In CRT, electron beam landing shifts due to thermal deformations of the tension mask make the color purity of screen worse. In order to get the final results of thermal deformations, firstly the tension processes of the mask and following welding processes between the tensional mask and rail must be analyzed sequentially. And then, nonlinear transient thermo-elastic finite element analysis is performed on every part inside CRT including tension mask, wherein thermal radiation is a main heat transfer mechanism. Because the tension mask has numerous slits, the effective thermal conductivity and effective and effective elastic modulus is calculated, and the tension mask is modeled as a shell without slits. From the displacement results of tension mask, electron beam landing shifts is calculated directly. Experiments are performed to confirm our analysis results. Temperature distributions and beam landing shifts of tension mask are measured and the results are in good agreement with those of analyses.
Dynamic shear tests for the tough-pitch copper at high strain and high strain rate was performed. The Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) compression test system was modified to yield a shear deformation in the specimen. Hat-shaped specimens for the tough-pitch copper were adopted to generate high strain of γ=3~4 and high strain-rate of γ= 10$^4$/s. The dynamic analysis by ABAQUS 5.5/EXPLICIT code verified that shear zone can be localized in hat-shaped specimens. A proper impact velocity and the axial length of the shear localization region wert determined through the elastic wave analysis. The displacement in a hat-shaped specimen is limited by a spacer ring which was installed between the specimen and the incident bar. The shear bands were obtained by measuring the direction of shear deformation and the width of deformed grain in the shear zone. The decrease of specimen length has been measured on the optical displacement transducer. Dynamic shear stress-strain relations in the tough-pitch copper were obtained at two strain-rates.
Choi, Ji-Hee;Gojani, Ardian B.;Lee, Hyun-Hee;Jeung, In-Seuk;Yoh, Jack J.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제9권3호
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pp.68-71
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2008
Transdermal and topical drug delivery with minimal tissue damage has been an area of vigorous research for a number of years. Our research team has initiated the development of an effective method for delivering drug particles across the skin (transdermal) for systemic circulation, and to localized (topical) areas. The device consists of a micro particle acceleration system based on laser ablation that can be integrated with endoscopic surgical techniques. A layer of micro particles is deposited on the surface of a thin metal foil. The rear side of the foil is irradiated with a laser beam, which generates a shockwave that travels through the foil. When the shockwave reaches the end of the foil, it is reflected as an expansion wave and causes instantaneous deformation of the foil in the opposite direction. Due to this sudden deformation, the microparticles are ejected from the foil at very high speeds, and therefore have sufficient momentum to penetrate soft body tissues. We have demonstrated this by successfully delivering cobalt particles $3\;{\mu}m$ in diameter into gelatin models that represent soft tissue with remarkable penetration depth.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제18권2호
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pp.181-192
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2014
In this paper, we propose a robust real-time myocardial border tracking algorithm for echocardiography. Commonly, after an initial contour of LV border is traced at one or two frame from the entire cardiac cycle, LV contour tracking is performed over the remaining frames. Among a variety of tracking techniques, optical flow method is the most widely used for motion estimation of moving objects. However, when echocardiography data is heavily corrupted in some local regions, the errors bring the tracking point out of the endocardial border, resulting in distorted LV contours. This shape distortion often occurs in practice since the data acquisition is affected by ultrasound artifacts, dropout or shadowing phenomena of cardiac walls. The proposed method deals with this shape distortion problem and reflects the motion realistic LV shape by applying global deformation modeled as affine transform partitively to the contour. We partition the tracking points on the contour into a few groups and determine each affine transform governing the motion of the partitioned contour points. To compute the coefficients of each affine transform, we use the least squares method with equality constraints that are given by the relationship between the coefficients and a few contour points showing good tracking results. Many real experiments show that the proposed method supports better performance than existing methods.
The hydrogen embrittlement of two austenitic high-manganese steels was investigated using tensile testing under high-pressure gaseous hydrogen. The test results were compared with those of different kinds of austenitic alloys containing Ni, Mn, and N in terms of stress and ductility. It was found that the ultimate tensile stress and ductility were more remarkably decreased under high-pressure gaseous hydrogen than under high-pressure gaseous argon, unlike the yield stress. In the specimens tested under high-pressure gaseous hydrogen, transgranular fractures were usually observed together with intergranular cracking near the fracture surface, whereas in those samples tested under high-pressure gaseous argon, ductile fractures mostly occurred. The austenitic high-manganese steels showed a relatively lower resistance to hydrogen embrittlement than did those with larger amounts of Ni because the formation of deformation twins or microbands in austenitic high-manganese steels probably promoted planar slip, which is associated with localized deformation due to gaseous hydrogen.
International Journal of Aerospace System Engineering
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제2권2호
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pp.19-23
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2015
This work deals with the study of buckling and post buckling characteristics of laminated composite plates with and without localized regions of damage. The need of a detailed study on Finite Element Analysis of buckling and post buckling of laminated composite structures considering various aspects enhances the interest among researchers. Mathematical formulation is developed for damaged composite plates using a finite element technique based on Inverse Hyperbolic Shear Deformation Theory. This theory satisfies zero transverse shear stresses conditions at the top and bottom surfaces of the plate and provides a non-linear transverse shear stress distribution. Damage modeling is done using an anisotropic damage formulation, which is based on the concept of stiffness change. The structural elements are subjected to in-plane loading. The computer program is developed in MATLAB environment. The numerical results are presented after through validation of developed finite element code. The effect of damage on buckling and post buckling has been carried out for various parameters such as amount of percentage of damaged area, damage intensity, etc. The results show that the presence of internal flaws will significantly affect the buckling characteristics of laminated composite plates. The outcomes and remarks from this work will assist to address some key issues concerning composite structures.
Carbon nanotubes are drawing wide attention of research communities and several industries due to their versatile capabilities covering mechanical and other multi-physical properties. However, owing to extreme operating conditions of the synthesis process of these nanostructures, they are often imposed with certain inevitable structural deformities such as single vacancy and nanopore defects. These random irregularities limit the intended functionalities of carbon nanotubes severely. In this article, we investigate the mechanical behaviour of double-wall carbon nanotubes (DWCNT) under the influence of arbitrarily distributed single vacancy and nanopore defects in the outer wall, inner wall, and both the walls. Large-scale molecular simulations reveal that the nanopore defects have more detrimental effects on the mechanical behaviour of DWCNTs, while the defects in the inner wall of DWCNTs make the nanostructures more vulnerable to withstand high longitudinal deformation. From a different perspective, to exploit the mechanics of damage for achieving defect-induced shape modulation and region-wise deformation control, we have further explored the localized longitudinal and transverse spatial effects of DWCNT by designing the defects for their regional distribution. The comprehensive numerical results of the present study would lead to the characterization of the critical mechanical properties of DWCNTs under the presence of inevitable intrinsic defects along with the aspect of defect-induced spatial modulation of shapes for prospective applications in a range of nanoelectromechanical systems and devices.
Large Concrete Panel Structures behave quite differently from frame or monolithic shear wall structures because of the weakness of Joint in stiffness and strength. The joint experiences large deformation such as shear-slip in vertical and horizontal joint and rocking and crushing in horizontal joint because of localized stress concentration, but the wall panels behave elastically under cyclic loads. In order to describe the nonlinear behavior of the joint in the analysis of PC structures, different analysis technique from that of RC structures is needed. In this paper, for analysis of large concrete panel subassemblage subjected to cyclic loads, the wall panels are idealized by elastic finite elements, and the joints by nonlinear spring elements with various load-deflection relationship. The analytical results are compared with the experimental results on the strength, stiffness, energy dissipation and lateral drift, and the effectiveness of this computer analysis modelling technique is checked.
Molecular dynamic simulations of nano indentation on single-crystal silicon (100) surface were performed using diamond indentor. Silicon substrate and diamond indentor were modeled diamond structure with Tersoff potential model. Phase transformation of silicon, incipient plastic deformation, change of incident temperature distribution are investigated through the change of potential energy distribution, displacement-load diagram, the change of kinetic energy distribution and displacements of silicon atoms. Phase transformation is highly localized and consists of a high-density region surrounding the tip. Axial load linearly increased according to the indenting depth. Number of atoms with high kinetic energy increased at the interface between substrate and indentor tip.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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