차량의 시트 재질로 사용되는 폴리우레탄 폼의 모델링 및 동특성 예측은 승객의 승차감 향상을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 폴리우레탄 폼의 정특성 시험을 통해 비선형 강성과 점탄성 특성의 시간변수 파라미터를 구하였다. 다항식과 컨벌루션 적분법을 이용하여 폴리우레탄 폼의 비선형 특성과 점탄성 특성을 수학적으로 모델링하였다. 이와 같은 비선형 진동 모델에 대하여 수치적분 방법을 이용하여 시트 바닥 변위에 대한 진동 응답을 계산하였다. 폴리우레탄 폼의 비선형 특성과 점탄성 특성이 진동계에서 미치는 영향을 단순 1자유도계와 인체모델을 이용하여 분석하였다. 결과적으로 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성이 승차감을 위한 설계파라미터로 고려되어야 하는 것으로 나타났다.
나노 임프린트 리소그래피는 수십 나노미터에서 수십 마이크론에 이르는 패턴을 간단하고 저비용으로 대면적 기판에 제작할 수 있어 차세대 패터닝 기술로 주목 받고 있다. 특히, 발광소자, 태양전지, 디스플레이 등의 분야에서는 저반사 나노패턴, 광결정 패턴 등 기능성 패턴을 제작하고 이를 적용하는 연구가 활발히 진행 중에 있다. NIL공정을 통해 성공적으로 패턴을 전사시키기 위해서는 적절한 공정조건의 선택이 필요하다. 이에 본 연구에서는 열 나노임프린트를 이용하여 모스아이 패턴을 전사할 때, 충전과정 및 잔류층 형성을 수치 해석하여 폴리머 레지스트의 점탄성 거동을 살펴 보았고, 레지스트 초기 코팅 두께의 변화 및 가압력의 변화가 충전과정 및 잔류층에 미치는 영향을 조사하였다. 해석결과 본 논문에서 고려된 PMMA의 경우, 4MPa 이상의 압력에서 100초 내로 충전공정이 완료되는 것으로 나타났다.
포장 설계기준에서 중요한 요인은 응력과 변형률 분포도이다. 합리적인 응력과 변형률 분포도를 달성하기 위한 차량타이어의 접촉면적과 공기압은 매우중요하다. 본 연구에서는 이동하중 하에서 연성포장의 점탄성 특성에 관한 내용을 다루고 있으며 현장 측정시험을 통하여 실제 도로의 종횡변형률을 수치해석 결과와 비교분석 하였다. 포장거동에 대한 차량이동하중의 영향을 적절히 모사하기 위하여 단계하중을 이용한 3차원 유한요소 해석이 수행되었다. 점탄성 해석을 위하여 아스팔트 혼합물의 이완계수, E(t), 가 실험실에서 제작된 시료의 실험으로부터 측정되었다. 현장조사 결과에 의하면, 종횡변형률은 서로 상이한 값을 보였으며 전반적으로 변형률의 크기는 차량의 속도가 증가함에 따라 감소함을 보였다. 전반적으로 횡방향 변형률은 종방향 변형률에 비하여 작은값을 보였으며 그 차이는 횡방향에서 더욱 두드러진 경향을 보였다.
In general, polymer concrete has more excellent mechanical properties and durability than Portland cement concrete, but very sensitive to heat and has large deformations. In this study, the long-term creep behaviors was predicted by the short-term creep test, and then the characteristic of creep of recycled-PET polymer concrete was defined by material and experimental variables. The error in the predicted long-term creep values is less than 5 percent for all polymer concrete systems. The filler carry out an important role to restrict the creep strains of recycled PET polymer concrete. The creep strain and specific on using the CaCO3 were less than using fly-ash. the creep increases with an increase in the applied stress, but not proportional the rate of stress increase ratio. The creep behavior of polymer concrete using recycled polyester resin is not a linear viscoelastic behavior.
Exfoliated nanocomposites of polypropylene/layered silicate were prepared by a melt compounding process using maleic anhydride modified polypropylene (PP-g-MAH) and organoclay. It was found that polypropylene/layered silicate nanocomposites exhibited remarkable reinforcement compared with the pure polypropylene or conventional composite filled with agglomerated organoclay. The polypropylene /layered silicate nanocomposites showed stronger and earlier shear thinning behaviors and outstanding strain hardening behavior than pure polypropylene or other conventional composites in shear and uniaxial elongational flows, respectively. We simulated rheological modeling for the pure polymer matrix and polypropylene/layered silicate nanocomposite in shear and elongational flows using K-BKZ integral constitutive equation. The two types of K-BKZequations have been examined to describe experimental results of shear and uniaxial elongational viscosities of pure polypropylene and polypropylene/layered silicate nanocomposite.
The Hot Embossing Lithography(HEL) as a method fur the fabrication of the nanostructure with polymer is becoming increasingly important because of its simple process, low cost, high replication fidelity and relatively high throughput. In this paper, we carried out experimental studies and numerical simulations in order to understand the viscous flow of the polymer (PMMA) film during the hot embossing process. To grasp the characteristics of the micro patterning rheology by process parameters (embossing temperature, pressure and time), we have carried out various experiments by using the nickel-coated master fabricated by the deep RIE process and the plasma sputtering. During the hot embossing process, we have observed the characteristics of the viscoelastic behavior of polymer. Also, the viscous flow during the hot embossing process has been simulated by the continuum based FDM(Finite Difference Method) analysis considering the micro effect, such as a surface tension and a contact angle.
Nanometer-sized structures are being applied to many fields including micro/nano electronics, optoelectronics, quantum computing, biosensors, etc. Micro contact printing is one of the most promising methods for manufacturing the nanometer-sized structures. The crucial element for the micro contact printing is the nano-resolution printing technique using polymeric stamps. In this study, a multi-scale analysis scheme for simulating the micro contact printing process is proposed and some useful analysis results are presented. Using the slip-link model [1], the dependency of viscoelasticity on molecular weight of polymer stamp is predicted. Deformation behaviors of polymeric stamps are analyzed using finite element method based upon the predicted viscoelastic properties.
Oil seals will experience a small amplitude dynamic excitation due to the shaft eccentricity as well as out-of-roundness of the shaft. The direct integration method is selected to analyze the time domain response of the seal lip-shaft contact. The physical properties of rubber seal materials are experimentally analyzed. Effects of both frequency and temperature on the material stiffness behavior are investigated for the linear viscoelastic materials of the seal. Using the nonlinear transient model, a finite element analysis of the lip-shaft contact behaviors under dynamic conditions is presented as a function of the shaft eccentricity, the shaft interference and the garter spring stiffness. The FEM results based on the experimental data indicate that the increased rotating speed may produce the separation conditions. These results will be very useful in predicting the leakage of oil seals under dynamic conditions.
A major disadvantage of thermal nanoimprint lithography(NIL) is the thermal cycle, that is, heating over glass transition temperature and then cooling below it, which requires a significant amount of processing time and limits the throughput. One of the methods to overcome this disadvantage is to make the processing temperature lower Accordingly, it is necessary to determine the effects on the processing parameters for thermal NIL at reduced temperatures and to optimize the parameters. This starts with a clear understanding of polymer material behavior during the NIL process. In this work, the squeezing and filling of thin polymer films into nanocavities during the low temperature thermal NIL have been investigated based upon a two-dimensional viscoelastic finite element analysis in order to understand how the process conditions affect a pattern quality; Pressure and initial polymer resist thickness dependency of cavity filling behaviors has been investigated.
아스팔트 포장은 주행의 쾌적성, 안전성 그리고 시공 및 보수의 용이성으로 인하여 세계적으로 많은 도로에 널리 이용되고 있다. 그러나 우리나라의 경우 고도의 경제성장으로 인한 교통량 증가와 차량의 중량화로 야기된 상습적 인 지체와 여름철 고온현상으로 아스팔트 포장의 파손정도가 심화되고 포장수명이 단축됨으로서 유지보수비용이 급격히 증가하는 양상을 보이고 있다. 이에 국내외에서 아스팔트 포장에 대한 파손 방지대책 및 내구성 증진에 관한 연구들이 진행되고 있으며 그 한 방법으로 토목섬유와 같은 보강재를 포장체에 삽입하고 있다. 본 연구에서는 아스팔트 포장 표층의 거동을 점탄성으로 분석하였으며 포장체에 삽입된 지오그리드의 설치 위치, 포장단면의 두께를 조합하여 지오그리드의 최적 설치 위치를 알아보고 포장단면의 물성에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 연구결과, 지오그리드를 기층과 보조기층 사이에 보강하였을 경우. 기층아래에서 발생하는 횡방향 인장응력을 무보강 아스팔트 포장에 비해 29$\sim$56% 정도 감소시켜 균열 발생을 상당히 억제 할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한, 노상에서의 수직 변형률과 최대 전단변형률을 살펴보았을 때 지오그리드를 포장체에 삽입하여 소성변형에 대한 억제 효과도 얻을 수 있는 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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