This paper review research activities of some mechanical test methods thor advanced composites which have been conducted in Fukuda laboratory. Tokyo University of Science. The subjects are (1) innovation and development of compression bending test. (2) mechanical-property evaluation of soft-core sandwich beam, and (3) loop test to measure the strength of monofilaments.
In superconducting power devices including power cables in which high temperature superconducting (HTS) tapes are utilized, a reliable electrical insulation should be achieved for its maximum performance. For an efficient design of HTS superconducting devices, a comparative evaluation of the mechanical and thermal propperties for various insulation materials at cryogenic temperatures is required. Especially, in the process of the property evaluation of the sheet-shaped insulation materials, anisotropy according to the machining direction should be considered because the mechanical and thermal properties are significantly influenced by the sample orientation. In this study, the cryogenic thermal and mechanical properties of various insulation material sheets such as PPLP, Cryoflex, Teflon, and Kapton were determined considering sample orientation. All samples tested at cryogenic temperature showed significantly higher tensile strength as compared with that of room temperature. The ultimate tensile strength at both temperature conditions significantly depended upon the sample orientation. The thermal properties of the insulation materials exhibited a slight difference among samples depending on the orientation: for the PPLP and Cryoflex, the CD orientation showed larger thermal contraction up to 77 K as compared to the MD one. MD samples in PPLP and Cryoflex showed a lower CTE and thermal contraction which made it more promising as an insulation material due to its comparable CTE with HTS CC tapes.
The purpose of this study is to evaluate the possibility of identifying joint damping property through commercially available isokinetic ergometer (BIODEX). The proposed method is to estimate the damping torque of the knee joint from the difference between the external joint torque for maintaining isokinetic movement and the gravity torque of the lower leg. The damping torque was estimated at various joint angular velocities, from which the damping property would be derived. Measurement setup was composed of the BIODEX system with an external force sensor and Labview system. Matlab was used in the analysis of the damping property. The experimental result showed that the small variation in angular velocity due to acceleration and deceleration of the crank arm resulted in greater change of inertial torque than the damping torque, so that the estimation of damping property from the isokinetic movement is difficult.
Materials property data are necessary to secure the reliability of failure prevention techniques such as inspection and remaining life assessment of civil infrastructure and industrial facilities. However, there is no properly collected data in Korea, and those foreign data are hard to use because of the scattering of the sources, the difference of standards, etc. In this paper, materials property database system which has been constructed at Korea Research Institute of Standards and Science is introduced. Constructed database contains 145,000 numeric data of materials property for 600 kinds of metals and can be retrieved on the internet. The database system provides graphical user interface-based information searching functions necessary for the life evaluation and safety analysis.
This study is to evaluate the objective sensibility of the commercial lining fabrics. Five kinds of the linings were collected by adding taffetas with four kinds of fibers (polyester, nylon, rayon, and acetate) to one polyester stretch fabric. The six basic mechanical and hand properties were studied by using KES-FB system (Kawabata Evaluation System). The result of measuring the mechanical properties shows that polyester has high bending rigidity (B), that polyester-stretch has a high value of linearity of load-extension curve (LT), tensile energy (WT), tensile resilience (RT), and coefficient of friction (MIU) and a low value of bending rigidity(B), shear property, and geometrical roughness (SMD). The nylon has a high value of bending rigidity (B), shear property, and compression resilience (RC). The rayon has a high value of coefficient of friction (MIU) and linearity of compression-thickness curve (LC) and a low value of shear property, and the acetate has a low value of shear property. The result of hand value shows that polyester, nylon, and acetate are a high value of KOSHI (stiffness), NUMERI (smoothness), and FUKURAM (fullness & softness), and they feel stiff and massive, that rayon has a low value of NUMERI and FUKURAMI. The total result of hand value shows that polyester taffeta and polyester stretch fabric are about the same as the best material for the lining of a woman's dress for spring and summer, and the next thing is acetate, but nylon and rayon are somewhat inferior materials. This provides a fundamental data for the comfortable clothing production of a higher value-added product through the study on the mechanical and hand properties of the lining as well as the right side of fabrics.
대부분의 플라스틱 제품은 사출성형을 통해 생산된다. 사출성형에서 성형수축은 피할 수 없으며 이는 제품에 휨이나 뒤틀림을 유발하여 제품의 치수정밀도를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 사출성형 시 발생하는 휨이나 뒤틀림은 성형조건이나 제품의 형상에도 영향을 받지만 수지의 물성에 따라서도 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 제품의 휨을 제어하기 위해 폴리카보네이트를 유리섬유로 보강하여 물성을 예측하였으며, 이를 이용하여 사출성형해석을 실시하였다. 사출성형해석을 통해 유리섬유로 보강된 수지에서 제품의 휨이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구방법의 타당성과 신뢰성을 검증하기 위하여 사출실험을 실시하여 수지의 물성에 따른 휨 값을 분석하였으며 해석과 실험에서 유사한 경향의 휨이 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 수행한 바와 같이 해석 프로그램을 통해 수지의 물성을 설계하고 이를 통한 휨의 제어가 가능함을 확인할 수 있었다.
This paper is concerned with the precision material property measurement of a micro metal thin foil that is used in MEMS technology. Since these MEMS components require great precision and accuracy, evaluation of reliability such as the lift cycle endurance test, impact test, and residual stress test is necessary for these components. However, in practice, real reliability tests are not easy to perform due to consideration of various factors. Rather than actual testing, it would be much easier to evaluate the reliability of components by the analytical approach. Although the analytical method is utilized by software tools, it is obviously necessary to acquire fundamental properties of materials through real test methods. In this paper, the oriented mechanical properties of aluminum thin foil are measured by nano scale material property measurement system.
멤브레인 형 LNG 화물창시스템(Cargo containment system, CCS) 내 유리섬유 강화 복합재료 기반 2차 방벽 설치 시 본딩 자동화 머신(automatic bonding machine, ABM) 활용한 prolonged 구조임과 동시에 양단 접착 고정 사이 비 접착(non-bonding, N-B) 영역의 복합재에서 극저온 열 수축 기인한 상당한 열 응력이 발생하기 때문에 이를 고려한 구조 안전성평가 관점에서 수행된 연구가 있으나 실제로 무한히 긴 길이 고려한 기계적 물성 평가를 수행한 연구는 찾아볼 수가 없었다. 해당 복합재는 파단강도 분산이 큰 세라믹 재료 취성 파괴임을 고려하여 2-파라미터 Weibull 통계분석을 통해 실제 길이 대상 신뢰도 있는 기계적 물성치 값을 표준화 하였으며 LNG 운반 환경을 고려한 극저온 환경까지의 특정 온도별 단축 인장실험을 수행하였다. 실험결과, -70℃에서 기계적 강도가 -20℃에 비해 약 1.5배 급증하고 초기 권축 섬유 신장의 비선형 거동이 억제되었다. 또한, 극저온 환경까지 온도가 낮아질수록 기계적 강도는 계속해서 증가하였으나 반대로 연신은 줄어드는 저온 취성의 현상이 확인되었다. 본 연구에서 제시하는 기계적 물성치 데이터는 멤브레인 형 LNG 화물창 구조 안전성 평가 시 신뢰도 높은 해석 지원 물성치 확보 측면에서 유용하게 적용되어지리라 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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