• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.38 no.6
• /
• pp.575-581
• /
• 2001

세라믹/금속기지 복합재료에서 횡방향의 단축인장하중을 받는 경우, 복합재료의 특성에 관한 시뮬레이션 결과이다. 세라믹과 금속기지간 계면에 강한 결합이 존재하는 복합재와, 계면에서의 결합이 약한 복합재의 두 경우에 대하여 횡방향 평균응력과 평균변형율에 대한 관계를 계산하였다. 복합재료의 미시역학적개념과 유한요소해석법을 적용하여 세라믹체적분율의 변화에 따라 각기 해석되었다. 본 연구에서 계산된 횡방향 탄성계수는 문헌에 알려져 있는 미시역학개념으로 유도된 식에 의한 횡방향탄성계수값과 잘 일치되었다. 계면에서 강한 결합이 있는 복합재와는 달리, 약한 결합의 복합재는 인장하중에 의하여 세라믹/금속계면에서 금속재료와 세라믹간의 분리가 발생된다. 이 분리는 전체복합재의 강성을 감소시키며, 금속의 부피분율이 감소될수록 (즉, 세라믹의 부피분율이 증가할수록) 횡방향 평균응력의 평균변형율에 대한 감소로 나타났다. 미시역학의 개념을 적용한 유한요소해석기법을 통하여, 이미 알고 있는 복합재 각 성분의 특성으로부터 복합재료의 계면특성과 횡방향특성을 예측할 수 있다.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.153.2-153.2
• /
• 2005

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.89-100
• /
• 2007

In the companion paper, we provided the novel elastic-plastic constitutive model based on the micromechanics theory. Herein, the elastic and elastic-plastic deformation of granular soils is meticulously analyzed. To guarantee high accuracy of the microscopic parameter, the systematic procedure to evaluate the parameters is provided. The analysis of the elastic response during the isotropic and triaxial compression shows that the stress-level dependency of cross-anisotropic elastic moduli is induced by the power relationship of the contact force in the normal contact stiffness, while the evolution of fabric anisotropy is more pronounced during triaxial compression. The micromechanical analysis indicates that the plastic strains are likely to occur at very small strains. The plastic deformation of tangential contacts has an important role in the reduction of soil stiffness during axial loading.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.48 no.12
• /
• pp.961-968
• /
• 2020

In this study, the effective thermal conductivity and elastic modulus of heat-resistant coating materials are analyzed by using micromechanical computational models. Three-dimensional computational models for HfC-coated carbon/carbon composites were created with Simpleware, and finite element analysis was performed. The porosity and thickness changes in the coating layer were taken into account to identify the tendency of effective material properties. In addition, the coupon specimen was produced to compare the thermal conductivity measured by experiments with the one obtained by finite element analysis according to temperature changes, and the analysis results were close to the measured values. This confirms that micromechanical computational analysis is appropriate in the calculation of effective material properties of coating composites.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.90-100
• /
• 1994

Ultrasonic velocities are widely used in the investigation of material properties. In this paper, a micromechanics model and the ultrasonic velocity were used to develop a nondestructive method to determine the density variation due to porosity in structural SiC. The micromechanics model developed can consider the pore shape and orientation. The model also takes into account the interaction between pores so that it can be applied to the material with high porosity content. A contact pulse overlap method was used to measure the ultrasonic velocities of porous SiC samples, and there was a linear correlation between the velocity and density (or porosity). Using the model and the measured velocity, the bulk density can be easily calculated. The calculated density was in good agreement with that obtained by Archimedes' method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.26 no.6
• /
• pp.423-430
• /
• 2013

In this research, a paramteric study to account for the effect of interfacial strength and nanotube agglomeration on the elastoplastic behavior of carbon nanotube reinforced polypropylene composites is performed. At first, the elastoplastic behavior of nanocomposites is predicted from molecular dynamics(MD) simulations. By combining the MD simulation results with the nonlinear micromechanics model based on the Mori-Tanaka model, a two-step domain decomposition method is applied to inversely identify the elastoplastic behavior of adsorption interphase zone inside nanocomposites. In nonlinear micromechanics model, the secant moduli method combined with field fluctuation method is used to predict the elastoplastic behavior of nanocomposites. To account for the imperfect material interface between nanotube and matrix polymer, displacement discontinuity condition is applied to the micromechanics model. Using the elastoplastic behavior of the adsorption interphase zone obtained from the present study, stress-strain relation of nanocomposites at various interfacial bonding condition and local nanotube agglomeration is predicted from nonlinear micromechanics model with and without the adsorption interphase zone. As a result, it has been found that local nanotube agglomeration is the most important design factor to maximize reinforcing effect of nanotube in elastic and plastic behavior.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 1991.11a
• /
• pp.21-31
• /
• 1991

대부분의 구조물은 정하중뿐아니라 동하중을 받고있으며, 반복되는 동하중에 의해 구조물은 피로를 받게되고 가장 취약한 부위에 작은 미시균열이 발생된다. 미시균열이 성장, 확산되어 기술적으로 인지되는 길이가 0.5 mm 이상이 될때 이를 거시균열이라 하는데, 거시균열의 균열성장은 파괴역학적 해석 방법의 도입으로 많은 공학적 재료들이 광범위하게 연구되었으며, 거시균열의 확산과 연관되어지는 균열닫힘과 미시구조의 관계가 연구되었다. 최근에는 거시균열의 해석과 같이 응력강도가 미시균열에서의 확산거동에 미치는 영향을 설명하는데 많은 관심을 가지게 되었다.(중략)

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.127-130
• /
• 2011

본 연구에서는 나노입자와 고분자 기지 간에 공유결합을 형성시킨 나노복합재의 계면특성과 탄성계수에서 나타나는 크기효과를 고려하기 위해 분자동역학과 미시역학모델을 순차적으로 연계하는 멀티스케일 해석모델을 제안하였다. 나노입자의 체적분율이 동일한 5개의 나노복합재 셀에 대해, 입자의 표면 원자와 고분자 기지 간에 탄소로 구성된 공유결합을 생성시킨 후 분자동 역학 전산모사를 통해 탄성계수를 예측하였고, 공유결합이 존재하지 않는 나노복합재의 탄성계수와 이를 비교하여 계면의 물성증가와 탄성계수에서 나타나는 입자의 크기효과를 규명하였다. 향상된 계면의 특성을 연속체 해석 모델에서 고려하기 위해 분자동역학 해석결과와 미시역학 모델을 연계하는 순차적 브리징 기법을 적용하였고, 이로부터 계산된 계면의 물성의 타당성을 유한요소 해석을 통해 검증하였다. 그 결과 입자와 기지 간 공유결합을 통해 나노복합재가 보다 넓은 범위에 걸친 크기효과를 나타냈으며, 제안된 브리징 모델을 통해서 물리적으로 타당한 계면의 탄성계수 값을 계산할 수 있었다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.20 no.5
• /
• pp.99-107
• /
• 2004

Anisotropic characteristics of deformation are important to understand the particular behavior in the pre-failure state of soils. Recent experiments show that cross-anisotropic moduli of granular soils can be expressed by functions of normal stresses in the corresponding directions, which is closely linked to micromechanical characteristics of particles. Granular soils are composed of a number of particles so that the force-displacement relationship at each contact point governs the macroscopic stress-strain relationship. Therefore, the micromechanical approach in which the deformation of granular soils is regarded as a mutual interaction between particle contacts is one of the best ways to investigate the anisotropic elastic deformation of soils. In this study, a numerical program based on the theory of micromechanics is developed. Generalized contact model for the irregular contact surface of soil particles is adopted to represent the force-displacement relationship in each contact point far the realistic prediction of anisotropic moduli. To evaluate the model parameters, a set of analytical solutions of anisotropic elastic moduli is derived in the isotropic stress condition. A detailed procedure to determine the model parameters is proposed with emphasis on the practical applicability of micromechanical program to analyze the elastic behavior of the granular soils.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.125-135
• /
• 1997

경량기포콘크리트란 시멘트슬러리 속에 미리 생성된 기포를 혼합시켜 양생시킴으써 동일한 체적의 보통콘크리트보다 가볍게 만든 콘크리트를 의미한다. 따라서 경량기포콘크리트는시멘트풀 결합재내에 기포가 무작위로 분포된 복합재료이다. 본 연구의 목적은 이러한경량기포콘크리트의 탄성계수 추정식을 미시역학적 이론을 바탕으로 추정하는데 있다. 이르 위해 본 논문에서는 미시역학적인 미분법에 Hansen의 수정기법을 적용한 수정미분법을 사용하여 경량기포콘크리트의 탄성계수 추정식을 제안하였다. 제안된 추정식을 사용하여 얻어진 결과는 실험결과와 잘 일치하였고 기존의 어떤 추정식보다도 우수한 결과를 보였다.