• 제목/요약/키워드: 복소탄성계수

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점탄성재료의 복소탄성계수 규명을 위한 시편 크기의 결정 (Determination of Specimen Geometry for Identification of the Complex Modulus of Viscoelastic Materials)

  • 강기호;심송;김광준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1991년도 춘계학술대회논문집; 한국해사기술연구소, 대전; 1 Jun. 1991
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    • pp.133-138
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    • 1991
  • 일반적으로 고무를 비롯한 점탄성재료는 형상 및 크기를 적절히 조절함으로 써 한 방향 이상으로의 원하는 스프링상수를 얻을 수 있으며, 금속에 비하여 내부 마찰에 의한 에너지 발산이 매우 크기 때문에 강제 진동시의 진폭저감 및 충격에 따른 자유진동의 감쇠에 널리 이용되고 있다. 이와 같은 진동감쇠 에 점탄성재료를 효과적으로 사용하기 위해서는 복소탄성계수 즉, 탄성계수 와 손실계수를 정확하게 알아내는 것이 필요하다. 점탄성재료의 복소탄성계 수는 주파수, 온도 및 변형률등에 따라 변하므로 이와 같은 사용조건의 함수 로 구해야 한다. 복소탄성계수를 실험적으로 구하는 방법은 여러가지가 있으 며 실험의 용이성과 관심대상에 따라 적절한 방법을 선택하게 된다. 본 연구 에서는 주파수변화에 따른 복소탄성계수를 임피던스법으로 집중질량 모형을 이용하여 구하려고 할 때, 실험데이타로부터 보다 정확한 결과를 얻기 위하 여 적절한 시편의 크기를 결정하는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해서 시 편내의 파동전달효과와 포아송비와 관련된 양단제한효과 그리고 정하중시 압축변형에 대한 시편의 좌굴등을 고려하여 이론적으로 해석하였으며 실험 적으로도 검증하였다.

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점탄성 제진 요소의 복소동강성계수 산출을 위한 상용유한요소 코드 이용시 복소탄성계수의 정하중 의존성 반영 방법 (Consideration of Static-strain-dependent Dynamic Complex Modulus in Dynamic Stiffness Calculation of Viscoelastic Mount/Bushing by Commercial Finite Element Codes)

  • 김광준;신윤호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.372-379
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    • 2006
  • Little attention has been paid to static-strain-dependence of dynamic complex modulus of viscolelastic materials in computational analysisso far. Current commercial Finite Element Method (FEM) codes do not take such characteristics into consideration in constitutive equations of viscoelastic materials. Recent experimental observations that static-strain-dependence of dynamic complex modulus of viscolelastic materials, especially filled rubbers, are significant, however, require that solutions somehow are necessary. In this study, a simple technique of using a commercial FEM code, ABAQUS, is introduced, which seems to be far more cost/time saving than development of a new software with such capabilities. A static-strain-dependent correction factor is used to reflect the influence of static-strains in Merman model, which is currently the base of the ABAQUS. The proposed technique is applied to viscoelastic components of rather complicated shape to predict the dynamic stiffness under static-strain and the predictions are compared with experimental results.

광중합 복합레진의 중합초기 동적 점탄성의 변화 (THE CHANGE OF THE INITIAL DYNAMIC VISCO-ELASTIC MODULUS OF COMPOSITE RESINS DURING LIGHT POLYMERIZATION)

  • 김민호;이인복
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권5호
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    • pp.450-459
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 새로 개발한 점탄성 측정기를 사용하여 수종의 광중합 복합레진의 초기 동적 점탄성 변화를측정하는 것이다. 본 연구에 사용된 점탄성 측정기는 세 부분으로 구성되었다. 첫째, 시편이 놓여지는 parallel plates; 둘째, DC 모터와 크랭크로 이루어진 회전진동전단변형 (Oscillatory shear strain)을 발생시키는 부분; 셋째, 전자기적 토크센서를 이용한 응력 측정 부분으로 구성되었다. 본 점탄성 측정기는 최대 2 Ncm의 토크를 측정할 수 있으며, 광중합기의 스위치는 컴퓨터와 연동하여 데이터 획득을 시작할 때 동시에 켜지도록 하였다. 본 연구에서는 시판 중인 6종의 광중합 복합레진 [Z-100 (Z1), Z-250 (Z2), Z-350 (Z3), DenFil (DF), Tetric Ceram (TC), Clearfil AP-X (CF)]을 사용하였다. 점탄성 측정기를 사용하여 동적 회전전단실험을 시행하였다. 직경 3 mm인 유리막대로 구성된 parallel plates 사이에 $14.2\;mm^3$의 복합레진을 적용시켰으며, 6 Hz의 진동수와 0.00579 rad의 진폭으로 변형을 가하고 발생된 응력을 측정하였다. 광중합이 시작됨과 동시에 측정이 시작되었으며, 광중합 후 10초 동안 점탄성의 변화를 관찰하였다. 각 복합레진에 대해 5 회 반복하여 측정하였고, 실험은 $25{\pm}0.5^{\circ}C$에서 진행되었다. 측정된 변형-응력 곡선으로부터 복소전단탄성계수 G*, 저장전단탄성 계수 G', 손실전단탄성 계수 G"를 구하였고 G*가 10 MPa에 이르는 시간을 구하였다. 각 재료의 복소전단탄성계수 G*와 10 MPa에 이르는 시간에 대해 일원분산분석 (One-way ANOVA)과 사후검정 (Tukey 검정)을 시행하였다 (${\alpha}$= 0.05). 결과는 다음과 같다. 1.본 연구를 위해 제작한 점탄성 측정기는 광중합 복합레진의 중합 초기 10초 동안의 동적 점탄성 변화를 신뢰성 있게 측정 할 수 있었다. 2. 모든 복합레진은 광조사 개시 후 $1{\sim}2$초의 불응기를 지난 다음 급격한 전단탄성계수의 증가를 보였다. 3. 모든 복합레진은 광중합 10 초간 손실전단탄성계수보다 저장전단탄성계수의 높은 증가를 보였다. 4. 광중합 초기 10초 후 복소전단탄성계수 값은 $150.3{\sim}563.7\;MPa$로, Z-100이 가장 높았고, 그 다음 Clearfil, Z-250, Z-350, Tetric Ceram, DenFil의 순이었다. 5. 복소전단탄성계수가 10 MPa에 이르는 시간은 Z-100이 2.55초로 가장 빨랐고, DenFil이 4.06초로 가장 느렸다.

적층 복합재료의 내부감쇠와 복소탄성계수 측정에 관한 연구 (Experimental Determination of Complex Moduli and Internal Damping of Laminated Composites)

  • 이재혁;박세만;김형삼
    • 한국재료학회지
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    • 제8권10호
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    • pp.905-911
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    • 1998
  • 감쇠란 주기적인 변형하에 에너지를 소산시킬 수 있는 시스템이나 재료의성질을 말하며, 이로서 공진에서 진폭을 감소시키며 아울러 전달하는 파의 빠른 감소를 유발한다. 이것은 진동을 일으키는 응력을 감소시키게 되는데 결국은 피고 수명을 연장시키는 결과를 가져오게 된다. 본 연구에서는 적층된 복합재료의 내부감쇠와 복소탄성 계수를 실험적으로 측정하였다. 실험은 충격 기법을 사용하였으며 비교적 간단한 모델러서 외팔보의 휨진동을 측정하였다. 복소 탄성계수는 공진법을 이용하여 공진주파수를 측정 storage modulus를 계산하고 이를 통해 loss modulus를 구한 다음 계산하였고, 내부감쇠는 bandwidth technique과 전달함수의 실부부분 이용방법에 의해 각각 구하였다.

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점탄성접착결합의 감쇠 및 전단분포 (Damping and Shear Distribution in Adhesive Bonded Lap Joint with Viscoelastic Adhesive)

  • ;홍창선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.105-112
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    • 1980
  • 정현적 응력을 받고 있는 정탄성 결합부의 에너지 손실을 여러 가지 인자를 고려하여 구하였다. 탄성접착결합부의 해를 구하고 탄성해의 전단계수를 복소전단계수로 대치하여 점탄성 접착결 합부의 전단변형분포를 구하였다. 주어진 접착제의 최대강쇠현상은 접착제의 강성과 피접착물의 비를 증가 시킴으로서 얻을 수 있다. 구조적 결합부에서 파괴가 일어나지 않도록 피접착부와의 강성비를 결정함에 있어 주의를 요한다.

복소 전단탄성계수를 갖는 다층 감쇠보의 유한요소 진동 해석 (Finite Element Vibration Analysis of Multi-layered Damped Sandwich Beam with Complex Shear Modulus)

  • 배승훈;원성규;정의봉;조진래;배수룡
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.9-17
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    • 2011
  • In this paper, the general equation of motion of damped sandwich beam with multi-viscoelastic material layer was derived based on the equation presented by Mead and Markus. The viscoelastic layer, which has characteristics of complex shear modulus, was assumed to be dominantly under shear deformation. The equation of motion of n-layered damped sandwich beam in bending could be represented by (n+3)th order ordinary differential equation. Finite element model for the n-layered damped sandwich beam was formulated and programmed using higher order shape functions. Several numerical examples were implemented to show the effects of damped material.

수직 균일 열유동하에 있는 접합 경계면 균열의 열응력세기계수 결정 (Determination of Thermal Dtress Intensity Factors for the Interface Crack under Vertical Uniform Heat Flow)

  • 이강용;설창원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.201-208
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    • 1991
  • 본 연구에서는 균일 열유동이 접합면에 수직으로 흐르고 접합 경계면 균열의 열경계조건이 단열되어 있는 경우에 균질 및 접합재료 모두에 적용될 수 있는 열응세 기계수를 복소해석방법을 이용하여 구하고자 한다.

정적 대변형을 받고 있는 점탄성 재료의 동적 물성치 규명 시험 (Testing for Identification of Dynamic Properties of Viscoelastic Material Subject to Large Static Deformation)

  • 이완술;이호정;조지현;김진성;윤성기;김광준
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.132-143
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    • 2003
  • Viscoelastic components for vibration isolation or shock absorption in automobiles, machines and buildings are often subject to a high level of static deformation. From the dynamic design point of view, it is requisite to predict dynamic complex stiffness of viscoelastic components accurately and efficiently. To this end, a systematic procedure for complex modulus measurement of the viscoelastic material under large static deformation is often required in the industrial fields. In this paper, dynamic test conditions and procedures for the viscoelastic material under small oscillatory load superimposed on large static deformation are discussed. Various standard test methods are investigated in order to select an adequate test methodology. The influence of fixed boundary condition in the compression tests upon complex stiffness are investigated and an effective correction technique is proposed. Then the uniaxial tension and compression tests are performed and its results are compared with analysis results from conventional constitutive models.

아스팔트 콘크리트 탄성계수 결정을 위한 충격공진시험 영향요소 평가 (Evaluation of Effects on Impact Resonance Test for Determining Modulus of Asphalt Concrete)

  • 권기철;이재환
    • 한국도로학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.89-99
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    • 2007
  • 복소수계수 $E^*$로 표현되는 아스팔트 콘크리트의 탄성계수는 아스팔트 포장설계에서 매우 중요한 입력변수다. 일반적으로 아스팔트 콘크리트의 탄성계수는 동탄성 계수시험 (Dynamic Modulus Test)을 사용하여 평가한다. 그러나 동탄성계수시험은 일상적인 시험법으로 적용하기에는 고가의 시험장비, 복잡한 시험장비, 많은 시험시간 등의 문제가 있다. 이에 반하여 충격공진시험(IR: Impact Resonance test)은 비파괴시험으로서 간편한 시험장치, 단순한 시험방법이며 반복성이 뛰어나다. 본 연구의 주요 목적은 충격하중의 타격위치 시편거치 방법 충격하중원의 특성, 신호획득 속도, 신호처리방법 등을 포함한 IR시험의 시험조건의 영향을 평가하는 것이다. 본 연구에서 적용한 모든 시험조건 범위에서 충격공진시험에서 측정된 결과의 변동은 ${\pm}2.7%$ 이내에 들었다.

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펙틴 다당류의 측쇄가 점탄성에 미치는 영향 (The Branching Effects of Pectic Polysaccharides on Viscoelastic Properties)

  • Jozef L. Kokini
    • 유변학
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    • 제7권2호
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    • pp.120-127
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    • 1995
  • 중량비가 측쇄의 함량이 각각 4.37%(시료I)와 8.97%(시료II)인 두종류의 사과 펙틴을 이용하여 측쇄가 펙틴용액의 점탄성에 미치는 역할에 대하여 연구하였다. 시료II가 시료 I보 다 동일한 농도에서 더높은 전단속도에서는 오히려 시료 I의 전단점도가 시료 II보다 높은 값을 보였다. 시료I과 시료 II의 η0는 농도에 대하여 각각 η0 C4.23의 관계를보여 시료II가 더높은 농도의존성을 보였다. 한편 용액의 탄성특성을 나타내는 저장탄성계수(G')와 zero-shear recoverable compliance(Jeo)의 경우에는 시료II가 시료I보다 높은 값을 보였는데 이는 측쇄가 탄성과 밀접한 관계가 있다는 것을 의미한다. 펙틴용액의 전단점도와 복소점도 를 비교했을 때 거의 비슷한 값을 보였으나 예외적으로 고측쇄의 시료 II의 경우 고농도에 서 서로 상이한 값을 보였다. 본연구의 결과는 진한 용액하에서 측쇄가 분자간의 상호엉킴 에 상당한 기여를 하고 있음을 나타내었다.

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