• 제목/요약/키워드: 등방성 재료

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XRD를 이용한 등방성 탄소섬유의 이산화탄소 활성화 과정 중 발생하는 구조변화 해석 (Microstructural Evaluation of $CO_2$ Activation Process of Isotopic Carbon Fibers by XRD Analysis)

  • 노재승
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.227-227
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    • 2003
  • 흑연(graphite), 석탄(coal), 숯(char), soot(검댕이) 등의 탄소로 이루어진 재료들은 비정질부터 완전한 흑연결정까지 다양한 구조를 나타낸다. 이러한 탄소재료의 구조의 출발물질 뿐 아니라 열처리에 따라 강한 영향을 받는다 이러한 구조는 여러 구조인자에 의해 특성화되는데, 구조인자로는 층간거리 d, 결정립 크기 Lc 그리고 결정립 직경 La이다. 이런 구조 인자의 지식은 흑연화, 탄소화, 가스화 등과 같은 다양한 공정을 이해하는데 매우 중요하다. 많은 연구자들은 XRD, Raman 분광, 고분해능 TEM 등과 같은 여러 기술을 통하여 이러한 구조인자에 대한 해석을 시도하였다. 그 중 XRD는 정량적 분석에 있어서 가장 많이 이용되는 기술이다. XRD 회절피크의 위치로부터 층간거리 d를 구할 수 있으며, 결정립 크기 Lc 및 결정립 직경 La는 피크의 line 퍼짐(반가폭)으로 직접 구할 수 있다. 한편 섬유상 흡착제로 이용되는 등방성 탄소섬유는 이산화탄소 또는 수증기에 의해 쉽게 활성화되어 최고 약 2,500 $m^2$/g의 고 비 표면적을 얻을 수 있다. 이렇게 활성화 후 고 비표면적을 나타내는 이유는 좁은 분포를 나타내는 미세기공의 기공구조 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다.

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페리다이나믹 이론 모델을 이용한 재료의 균열 진전 해석 (Peridynamic Modeling for Crack Propagation Analysis of Materials)

  • 정원준;;이제명
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.105-114
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    • 2018
  • 본 연구에서 페리다이나믹 이론 모델을 이용하여 준정적하중과 동적 하중, 균열전파와 분기균열 패턴 그리고 등방성재료, 직교 이방성 재료의 균열 진전 해석 등 다양한 조건을 고려한 전산 시뮬레이션을 수행하여 그 적합성을 검토하였다. 초기 균열은 없지만 중심에 홀이 있는 등방성 재료, 초기 균열이 존재하는 등방성 및 이방성 재료에 대한 전산 시뮬레이션이 수행되었다. 조정 동적 완화 기법이 사용되어 준정적 하중을 모사하였고, 이방성 재료 해석에서는 고전 연속체 역학과 페리다이나믹의 변형률 에너지를 고려한 균질화 방법이 사용되었다. 균열 전파와 분기 균열이 성공적으로 확인되었으며 파괴 거동의 시작과 그 방향 역시 페리다이나믹 이론으로 확인되었다. 페리다이나믹을 균질화 방법을 사용하여 비교적 복잡한 이방성 재료에 적용한 경우 역시 실험 결과 값과 비교하여 검증하였다.

두 상이한 등방성 이종재료 정지계면균열의 선단 응력장과 변위장에 관한 연구 (A Study on the Near-Field Stresses and Displacement of a Stationary Interfacial Crack in Two Dissimilar Isotropic Bimaterials)

  • 신동철;황재석;남정환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권12호
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    • pp.1897-1905
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    • 2004
  • In many part of machines or structures that made of bimaterial bonded with two dissimilar materials, most failures occur at their interface. Therefore, the accurate analysis of fracture characteristics and the evaluation of mechanical strength for interfacial crack are essential when we design those structures. In this research, stress and displacement components in the vicinity of stationary interfacial crack tip in the two dissimilar isotropic bimaterials are established. Hereafter, the stress components established in this research can be applied to the photoelastic hybrid method which can be used to analyze the fracture behavior of the two dissimilar isotropic bimaterials.

복합재료 적층판의 정 강도 해석에 관한 연구 (A Study on the Static Strength Analysis in Composite Laminate)

  • 김인권;공창덕;장병섭
    • 한국추진공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.59-64
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    • 2001
  • 본 연구의 목적은 같은 강화재에 서로 다른 모재를 사용한 의사 등방성 복합재료 적층판의 하중 방향이 변화 할 때의 정적 강도와 파손 과정에 대하여 연구하였다. 정적시험은 $[0/-60/+60]_s$, $[+30/-30/90]_s$ 적층판을 사용하였다. 사용된 두 종류의 모재는 AS4/epoxy 와 AS4/PEEK 이다. $[0/-60/+60]_s$의 사 등방성 복합재료 적층판의 손상기구는 적층판에 가해지는 하중방향 변화에 강하게 의존하였다.

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탄성구속된 직교이방성판의 좌굴거동 (Buckling Behavior of Elastically Restrained Orthotropic Plates)

  • 윤순종;정상균
    • Composites Research
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    • 제12권3호
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    • pp.17-25
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    • 1999
  • 본 연구는 탄성구속된 직교이방성판의 탄성좌굴거동에 대한 해석적인 연구결과이다. 이 연구에서 판의 하중이 재하되는 변은 단순지지되어있고 하중이 재하되지 않는 변은 탄성구속되어있다. 등분포 일축 압축력과 면내 전단력이 작용하는 경우에 대한 좌굴해석식을 에너지법을 사용하여 각각 유도하였으며 그 결과를 그래프로 나타내었다. 유도된 식의 검증을 위하여 등방성재료의 역학적성질을 좌굴해석식에 대입한 결과 기존의 발표된 등방성재료의 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

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인장 하중을 받는 무한 고체에 포함된 다수의 이방성 함유체 문제 해석을 위한 체적 적분방정식법 (Volume Integral Equation Method for Multiple Anisotropic Inclusion Problems in an Infinite Solid under Uniaxial Tension)

  • 이정기
    • Composites Research
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    • 제23권4호
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    • pp.7-13
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    • 2010
  • 체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 이방성 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 이방성 함유체가 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에 대하여, 다양한 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 이방성 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 단일의 이방성 함유체에 대한 체적 적분방정식법을 이용한 해와 해석해를 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

$\textrm{CO}_2$ gas를 이용한 탄소섬유의 활성화(I)-탄소섬유의 활성화 과정 (Activation of Carbon Fiber in $\textrm{CO}_2$ Gas(l)-Activation process of carbon fiber-)

  • 노재승;서동수
    • 한국재료학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.114-119
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    • 1998
  • 등방성 피치계 탄소섬유를 Co$_{2}$gas중에서 등온산화시켜 활성탄소섬유를 제조하였다. 산화된 섬유의 비표면적은 BET장치를 이용하여 측정하였다. Burn-off가 증가하여도 반응속도는 크게 감소하지 않았으며, 80$0^{\circ}C$와 90$0^{\circ}C$에서 산화된 섬유의 비표면적은 40%-60%의 burn-off에서 급격히 증가하다가 60%이상에서 감소하였다. 110$0^{\circ}C$에서 산화된 시편은 40%이상 burn-off되어도 비표면적은 크게 증가하지 않고 60%를 지나서도 계속해서 표면적이 증가하는 현상을 나타내었다. 100$0^{\circ}C$에서 60.4%의 burn-off가 일어난 산화섬유의 비표면적은 3,614$m^2$/g로 가장 큰 값이 얻어졌다. 등방성 탄소섬유는 미세한 흑연결정립들이 무질서한 배향을 하고 있으며, 미세기공벽으로 작용할 수 있는 결정립층이 많기 때문에 활성탄소섬유 제조를 위한 원료로 적합하다고 판단된다.

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유사등방성과 이방성 이종재 V-노치 균열의 고유벡터계수 해석 (An Analysis of Eigenvector Coefficient for V-notched Cracks in Pseudo-isotropic and Anisotropic Dissimilar Materials)

  • 김진광;조상봉
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권12호
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    • pp.88-94
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    • 2001
  • The V-notched crack problem in dissimilar materials can be formulated as an eigenvalue problem. The RWCIM(Reciprocal Work Contour Integral Method) is applied to the determination of the eigenvector coefficients associated with eigenvalues for V-notched cracks in pseudo-isotropic and anisotropic dissimilar materials. The RWCIM algorithm is programed by the commercial numerical program, MATHEMATICA. The numerical results obtained are shown that the RWCIM is a useful method for determining the eigenvector coefficients of V-notched cracks in pseudo-isotropic and anisotropic dissimilar materials.

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유사등방성 이종재료 내의 V-노치 균열에 대한 고유치와 고유벡터 해석 (An Analysis of Eigenvalues and Eigenvectors for V-notched Cracks in Pseudo-isotropic Dissimilar Materials)

  • 김진광;조상봉
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권11호
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    • pp.129-139
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    • 2000
  • The problem of eigenvalue and eigenvector is obtained from a V-notched crack in pseudo-isotropic dissimilar materials by the traction free boundary and the perfect bonded interface conditions. The complex stress function is assumed as the two-term William's type. The eigenvalue is solved by a commercial numerical program, MATHEMATICA to discuss stress singularities for V-notched cracks in pseudo-isotropic dissimilar materials. The RWCIM(Reciprocal Work Contour Integral Method) is applied to the determination to eigenvector coefficients associated with eigenvalues. The RWCIM algorithm is also coded by the MATHEMATICA.

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직교이방성 판 내에서의 균열전파 해석

  • 김만원;박재학
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2000년도 추계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.251-256
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    • 2000
  • 이방성 재료에서 균열의 성장을 예측하는 것은 실제 구조물의 안전성을 정확하게 해석하기 위한 중요한 문제이다. 이방성 재료 내에서의 균열의 거동은 등방성 재료의 경우와는 다르기 때문에 이방성 재료 내의 균열 해석 문제가 중요한 관심을 끌게 되었다. 비등방성 재료에 대한 지금까지의 연구는 대부분 직선균열의 해석, 직선균열의 초기 전파 각도에 대한 해석에 대하여 이루어져 왔고 곡선 균열에 대한 연구[1-4]는 많이 이루어지지 않았다.(중략)

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