• 제목/요약/키워드: anisotropic materials

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FDM 프린팅으로 제작된 ABS 소재의 기계적 특성 및 직교이방성 연구 (Study of the Mechanical Properties and Orthotropy of ABS Materials Fabricated by FDM Printing)

  • 윤주일
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.143-148
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    • 2018
  • 3D printing has been expanding beyond the bio/nano field to the automobile and aviation industries. 3D-printing technology has to overcome real problems to have economic value compared to its unlimited usability. Typically, the difference in mechanical strength along the lamination direction requires sufficient research to ensure reliability. In this paper, we study the anisotropic properties of ABS based on the stacking method of FDM 3D printing. Specifically, the mechanical properties of ABS material are determined through a tensile test and 3-point bending test, and the in-plane orthotropic properties are ascertained.

건설기계 Cabin Sunroof 형상비드 배치에 따른 스프링백 개선 (Spring-back Improvement According to the Shape Bead Arrangement of Cabin Sunroof in Construction Equipment)

  • 배기현
    • 소성∙가공
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    • 제30권2호
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    • pp.69-73
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    • 2021
  • This paper addresses the product shape modification for spring-back reduction in the sheet metal forming process of the cabin sunroof which is applied to the construction equipment. Initially, the anisotropic material properties are measured in order to calculate the degree of spring-back by the numerical simulation of the sheet metal forming process. To reduce the spring-back of the stamped part, several design modifications are suggested according to the geometrical bead arrangement on the planar region. The degrees of spring-back are confirmed for various product designs with different use of the geometrical bead. Finally, the spring-back improvement was validated by manufacturing the tryout product with the modified die set for the optimized product shape.

하이브리드 박막/쉘 방법을 이용한 박판성형공정의 스프링백 해석 (Spring-back prediction for sheet metal forming process using hybrid membrane/shell method)

  • F. Pourboghrat
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1999년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.62-65
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    • 1999
  • To reduce the cost of finite element analyses for sheet forming a 3D hybrid membrance/sheel method has been developed to study the springback of anisotropic sheet metals. in the hybrid method the bending strains and stresses were analytically calculated as post-processing using incremental shapes of the sheet obtained previously from the membrane finite element analysis. To calculate springback a shell finite element model was used to unload the final shape of the sheet obtained from the membran code and the stresses and strains that were calculated analytically. For verification the hybrid method was applied to predict the springback of a 2036-T4 aluminum square blank formed into a cylindrical cup. the springback predictions obtained with the hybrid method was in good agreement with results obtained using a full shell model to simulateboth loading an unloading and the experimentally measured data. The CPU time saving with the hybrid method over the full shell model was 75% for the punch stretching problem.

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Molecular Orientation of Intercalants Stabilized in the Interlayer Space of Layered Ceramics: 1-D Electron Density Simulation

  • Yang, Jae-Hun;Pei, Yi-Rong;Piao, Huiyan;Vinu, Ajayan;Choy, Jin-Ho
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.417-428
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    • 2016
  • In this review, an attempt is made to calculate one-dimensional (1-D) electron density profiles from experimentally determined (00l) XRD intensities and possible structural models as well in an effort to understand the collective intracrystalline structures of intercalant molecules of two-dimensional (2-D) nanohybrids with heterostructures. 2-D ceramics, including layered metal oxides and clays, have received much attention due to their potential applicability as catalysts, electrodes, stabilizing agents, and drug delivery systems. 2-D nanohybrids based on such layered ceramics with various heterostructures have been realized through intercalation reactions. In general, the physico-chemical properties of such 2-D nanohybrids are strongly correlated with their heterostructures, but it is not easy to solve the crystal structures due to their low crystallinity and high anisotropic nature. However, the powder X-ray diffraction (XRD) analysis method is thought to be the most powerful means of understanding the interlayer structures of intercalant molecules. If a proper number of well-developed (00l) XRD peaks are available for such 2-D nanohybrids, the 1-D electron density along the crystallographic c-axis can be calculated via a Fourier transform analysis to obtain structural information about the orientations and arrangements of guest species in the interlayer space.

반응성 동시 증착법에 의한 As-grown $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ 박막의 결정 특성 및 표면형상에 관한 연구 (Crystalline Qualities and Surface Morphologies of As-Grown $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ Thin Films on MgO(100) Substrate by Reactive Coevaporation Method)

  • 장호연;도부안광;토신전농;청수현사;추빈량삼;강본당일;송진태
    • 한국재료학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.93-98
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    • 1991
  • The as-grown $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ superconducting thin films on MgO(100) substrate have been prepared by a reactive coevaporation method. The superconducting transition temperature, surface morphology and crystalline quality were examined as a function of the substrate temperature ranging from $450^{\circ}C$ to $590^{\circ}C$. From the reflection high energy electron diffraction (RHEED) analysis, it was found the film consisted of almost amorphous phase with a halo pattern deposited at the substrate temperature of $450^{\circ}C$. The film deposited at the substrate temperature of $510^{\circ}C$ consisted of polycrystalline phase, showing a broad ring pattern. On the other hand, for the film deposited at $590^{\circ}C$, RHEED showed spotty pattern indicating that this film consisted of single crystal phase. It has rough film surface due to the surface outgrowth. The surface outgrowth increased as the substrate temperature increased from $510^{\circ}C$ to $590^{\circ}C$. the surface outgrowth may be due to the anisotropic growth rate. The highest transition temperature obtained in this study was $Tc_{zero}$ of 83K with $Tc_{onset}$ of 88K for the film deposited at $590^{\circ}C$ using activated RF oxygen plasma.

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Crystal pulling법에 의한 Bi-Sr-Ca-Cu-O계의 결정 성장과 특성 평가 (Growth and characterization of a Bi-Sr-Ca-Cu-O phase by crystal pulling method)

  • 윤대호;좌등혜유;길본칙지;길택정인
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-5
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    • 1997
  • $Bi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nOy$(BSCCO)계는 강한 이방성의 움직임을 갖는 초전도체로서 잘 알려져 있으며, 결정육성시 성장방향의 제어에 큰 어려움이 있다. 본 연구에서는 종자 결정과 도가니의 회전을 이용한 crystal pulling법을 이용하여 Bi-Sr-Ca-Cu-O계의 결정성장을 시도하였으며, 이로부터 $5{\times}5{\times}5{\textrm}{mm}^3$ 크기의 비교적 큰 결정을 성장하였. 또한 성장결정의 초전도 특성을 조사하였으며, $BiO_{1.5}$ -(Sr, Ca)O-CuO 3원 상태도에서의 결정화 가능 영역을 검토하였다.

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유리섬유 강화 플라스틱의 역학적 거동 구현을 위한 Digimat와의 연성해석 연구 (Coupled Analysis with Digimat for Realizing the Mechanical Behavior of Glass Fiber Reinforced Plastics)

  • 김영만;김용환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.349-357
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    • 2019
  • 유한요소법(finite element method)은 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 더욱더 현실적으로 해석하고 예측하는 방법으로 다양한 분야의 제품 개발에 적용되고 있다. 하지만 섬유배향과 변형률 속도가 역학적 특성에 영향을 미치는 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료에 관한 수치해석을 이용한 접근 방법은 현재까지 다소 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat의 수치해석 재료 모델을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 역학적 특성을 정의하고 검증하는 것에 있다. 또한 이를 통해 좀더 현실적으로 고분자 복합재료의 거동을 예측하고자 한다. 이를 위해 다양한 고분자 중 30wt%의 단섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 섬유배향과 변형률 속도에 따른 인장 특성을 참고문헌을 통해 조사하였다. 또한 Moldflow 프로그램을 사용한 사출해석을 통해 유리섬유 배향 정보를 계산하였으며 이를 매핑(mapping) 과정을 통해 유한요소 인장 시편 모델에 전달하였다. 대표적인 유한요소 상용 프로그램 중 하나인 LS-DYNA는 유리섬유 배향과 변형률 속도에 따른 복합재료의 인장 특성을 연구하기 위해 Digimat과의 연성해석(coupled analysis)에 활용되었다. 그리고 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료를 해석하기 위한 LS-DYNA의 다양한 비등방성(anisotropic) 재료 모델들의 장단점을 서로 비교하고 평가하였다.

옥외용 고분자 막의 촉진 자외선 노출 영향 연구 (A Study on the Effect of Accelerated UV Exposure on the Polymer Membrane for Outdoor Users)

  • 이주혁;김성복;조국영
    • 공업화학
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    • 제26권3호
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    • pp.326-330
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    • 2015
  • 고분자 막은 다양한 응용분야에 적용되고 있다. 기존에 고분자 막은 옥외환경에 노출되지 않는 형태로 적용되어 왔으나 최근 대기환경 측정용도, 해수에서 유용금속 추출용 등의 옥외에 적용되는 고분자 막 시스템들이 보고되고 있다. 이에 옥외환경에서의 고분자 막의 특성 연구가 필요하게 되었으며 이러한 측면에서 촉진 자외선 노출 실험 및 이에 대한 영향 연구는 고분자 막의 내후성을 예측할 수 있는 정보를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 폴리설폰 비대칭성 막과 폴리프로필렌 부직포 형태의 막에 대해 촉진 자외선 노출을 실시하고 이에 대한 열적, 기계적 특성, 몰폴로지, 그리고 색차변화 특성에 대한 영향을 보고한다. 실험 결과를 통해서 고분자 막의 자외선 노출에 대한 효과는 막 제조시 사용한 고분자 종류 뿐 만 아니라 막의 형태에도 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 본 연구는 옥외용도에 적용하는 고분자막에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

광탄성 직교이방성체의 물성치와 응력 프린지치 간이 측정법 (The simple measurement of physical properties and stress fringe value for photo-elastic orthotropic material)

  • 황재석;이광호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.23-36
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    • 1990
  • 본 연구에서는 Iosipescu의 전단 시험법을 사용하여 직접 측정한 응력 프린지 치(f$_{LT}$ )와 Sampson의 응력-광법칙에 의하여 구한 f$_{LT}$ 와 서로 비교하여 Sampson의 응력-광법칙이 f$_{LT}$ 를 간접적으로 측정하는데 사용할 수 있는가를 확 인한다. 그리고 직교 이방성 재료를 광탄성 실험에 의하여 해석하는 경우에 필요한 기본물성치와 응력 프린지치 관계를 구하여 이 관계가 상온과 고온에서도 성립하는가 를 확인하고 또 직접 물성치를 측정하는 대신에 각 물성치에 대응되는 응력 프린지치 에 의하여 물성치를 구하는 방법을 개발하는데 이 연구의 목적을 둔다.

Variation in the Magneto-Impedance (MI) Effect According to the Shape of Patterned Co30Fe34Ni36 Alloys

  • Kim, Hyun-Kyung;Kim, Do-Hun;Son, De-Rac;Jeung, Won-Young
    • Journal of Magnetics
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    • 제13권2호
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    • pp.65-69
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    • 2008
  • The magneto impedance (MI) behaviors of patterned $Co_{30}Fe_{34}Ni_{36}$ microwire were investigated with respect to its shape variation. After preparing $Co_{30}Fe_{34}Ni_{36}$ microwires using electrodeposition and photolithography methods, impedance measurements were conducted to compare the MI ratios of the devices with different aspect ratios. As a result, the anisotropy field and transverse permeability were found to be strongly affected by the aspect ratio of the device. The external field value at the maximum impedance and maximum sensitivity of the device was found to increase with increasing device width, which was attributed to the increased transverse anisotropy with decreasing aspect ratio. While an increase in the thickness also contributed to an increase in the MI ratio, a variation in the thickness not only increased the anisotropic field, but the variation in the MI ratio was as also affected by the skin effect. Conversely, the MI ratios of the present devices were hardly affected by variations in the length. Considering the typical aspect ratios of our devices, it was expected that the length effect would emerge when the aspect ratio was reduced to less than 10. Nevertheless, our results show that for the practical application of MI devices, the MI characteristics can be optimized by tailoring the aspect ratio of the devices.