• Title/Summary/Keyword: 비선형 재료상수

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Double crystal X-ray diffraction characteristics of $Al_xGa_{1-x}As$ grown by LPE (LPE법으로 성장시킨$Al_xGa_{1-x}As$의 이중결정 X-선 회절 특성)

  • 김인수;이철욱;최현태;배인호;김상기
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.6 no.6
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    • pp.565-572
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    • 1993
  • LPE(liquid phase epiraxy)법으로 성장시킨 $Al_{x}$ Ga$_{1-x}$As (0.15.leq.x.leq.0.67) 에피층의 구조적 특성을 이중결정 X-선 회절장치를 사용하여 조사하였다. GaAs기판과 $Al_{x}$ Ga$_{1-x}$As 에피층의 격자상수 차이로 인해 피이크가 분리되었고 이는 조성비가 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 그리고 조성비는 Vegard의 법칙으로 구한 값과 기판 및 에피층 피이크 사이 각도분리(.DELTA..theta.)를 측정함으로써 구한 값이 일치하였으며 이때 관계식은 .DELTA..theta.=354.x을 얻었다. 또한 성장된 에피층은 compressive stress를 받고 있으며 조성비(x)가 0.15에서 0.67로 증가함에 따라 응력은 증가하였으며 그리고 피이크의 반치폭으로 부터 계산된 전위밀도가 역시 증가하였다.

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Growth of artificial Pb$ZrO_3$/Pb$TiO_3$ superlattices by pulsed laser deposition and their electrical properties (펄스레이져 증착법을 이용한 Pb$ZrO_3$/Pb$TiO_3$ 산화물 인공격자의 성장 및 전기적 특성)

  • 최택집;이광열;이재찬
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.54-54
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    • 2003
  • 최근 새로운 개념에 물성 구현을 위한 강유전체 산화물 인공격자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 펄스레이져 증착법을 이용하여 산소분압 100 mTorr와 증착온도 50$0^{\circ}C$에서 LSCO/MgO 기판 위에 PbTiO$_3$(PTO) 와 PbZrO$_3$(PZO)을 주기적으로 적층하여 강유전체 산화물 인공격자를 형성하였다. 인공격자의 주기는 1~100 unitcell 까지 변화시켰다. 적층주기와 두께 변화에 따른 PZO/PTO 인공격자의 성장과 전기적 특성에 대하여 관찰하였다. X선 회절분석을 통하여 PZO/PTO 인공격자는 주기가 25 unit cell 이하의 적층구조에서 초격자의 형성으로 인한 위성피크가 관찰되었으며, 그 이하의 낮은 주기(1~10 unitcell)에서는 위성피크와 강한 (100)과 (200) 성장거동을 보였다. 높은 주기에서는 c축 성장된 PTO와 a축 성장된 PZO 각각의 성장거동을 보였다. 적층 주기가 감소함에 따라 a축 성장된 PTO와 c축 성장된 PZO가 초격자를 형성하였다. 적층주기가 감소함에 따라 유전상수와 잔류분극값이 향상되었다. 유전상수는 1 unitcell 주기에서 800정도의 값을 보였고, 잔류분극값은 2 unitcell 주기에서 2Pr=38.7 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ 정도의 가장 큰 값을 나타냈다. 적층주기가 2 unitcell에서 두께가 감소함에 따라 유전상수가 감소하였고, 20 nm 까지 분극반전에 의한 capacitance-voltage 특성곡선의 이력 현상(강유전성)을 관찰하였다. 이러한 산화물 인공초격자에서의 유전상수와 잔류분극값의 향상에 대하여 논의 할 것이며, 임계크기효과 관점에서 나노사이즈(50 nm~5 nm)에서 인공초격자의 전기적 분극의 안정성에 대하여 또한 논의 할 것이다.소수성 가스의 경우70% 이상 향상되었음을 알 수 있었으며, 본 연구를 통해 광분해를 이용한 스크러버가 기존설비의 장.단점을 충분히 보완 가능한 환경 설비임을 확인할 수 있었다. duty로 구동하였으며, duty비 증가에 따라 pulse의 on-time을 고정하고 frequency를 변화시켰다. dc까지 duty비가 증가됨에 따라 방출전류의 양이 선형적으로 증가하였다. 전압을 일정하게 고정시키고 각 duty비에서 시간에 따라 방출전류를 측정한 결과 duty비가 높을수록 방출전류가 시간에 따라 급격히 감소하였다. 각 duty비에서 방출전류의 양이 1/2로 감소하는 시점을 에미터의 수명으로 볼 때 duty비 대 에미터 수명관계를 구해 높은 duty비에서 전계방출을 시킴으로써 실제의 구동조건인 낮은 duty비에서의 수명을 단시간에 예측할 수 있었다. 단속적으로 일어난 것으로 생각된다.리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술은 통증이 적고, 입원기간이 짧고, 사회로의 복귀가 빠르며, 고위험군에 적용할 수 있고, 무엇보다도 미용상의 이점이 크다는 면에서 자연기흉에 대해 유용한 치료방법임에는 틀림이 없으나 개흉술에 비해 재발율이 높고 비용이 비싸다는 문제가 제기되고 있는 만큼 더 세심한 주의와 장기 추적관찰이 필요하리라 사료된

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Mechanical Anisotropy of Pocheon Granite under Uniaxial Compression (일축압축하에서 포천화강암의 역학적 이방성)

  • Park Deok-Won
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.15 no.3
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    • pp.337-348
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    • 2005
  • Jurassic granite from Pocheon area were tested to investigate the effect of microcracks on mechanical properties of the granite. Three oriented core specimens were used for uniaxial compressive tests and each core specimen are perpendicular to the axes'R'(rift plane),'c'(grain plane) and'H'(hardway plane), respectively Among vacious elastic constants, the variation of Poisson's ratio as function of the directions was examined. From the related chart between ratio of failure strength and Poisson's ratio, H-specimen shows the highest range in Poisson's ratio and Poisson's ratio decreases in the order of C-specimen and R-specimen. The curve pattern is nearly linear in stage $I\simIII$ but the slope increases abruptly in stage H-3. As shown in the related chart, diverging point of a curve is formed when ratio of failure strength is $0.92\sim0.96$ Stage IV -3 is out of elastic region. The behaviour of rock in the four fracturing stages was analyzed in term of the stress-volumetric strain me. From the stress increment-volumetric strain equations governing the behaviour of rock, characteristic material constants, a, n, Q, m and $\varepsilon_v^{mcf}$, were determined. Among these, inherent microcrack porosity$(a, 10^{-3})$ and compaction exponent(n) in the microcrack closure region(stage I ) show an order of $a^R(3.82)>a^G(3.38)>a^H(2.32)\;and\;n^R(3.69)>n^G(2.79)>n^H(1.99)4, respectively. Especially, critical volumetric microcrack strain($\varepsilon_v^{mcf}$) in the stage W is highest in the H-specimen, normal to the hardway plane. These results indicate a strong correlation between two major sets of microcracks and mechanical properties such as Poisson's ratio and material constants. Correlation of strength anisotropy with microcrack orientation can have important application in rock fracture studies.

An Experimental Study on Electromagnetic Properties in Early-Aged Cement Mortar under Different Curing Conditions (양생조건에 따른 초기재령 시멘트 모르타르의 전자기 특성에 대한 실험적 연구)

  • Kwon, Seung-Jun;Song, Ha-Won;Maria, Q. Feng
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.5A
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    • pp.737-746
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    • 2008
  • Recently, NDTs (Non-Destructive Techniques) using electromagnetic(EM) properties are applied to the performance evaluation for RC (Reinforced Concrete) structures. Since nonmetallic materials which are cement-based system have their unique dielectric constant and conductivity, they can be characterized and changed with different mixture conditions like W/C (water to cement) ratios and unit cement weight. In a room condition, cement mortar is generally dry so that porosity plays a major role in EM properties, which is determined at early-aged stage and also be affected by curing condition. In this paper, EM properties (dielectric constant and conductivity) in cement mortar specimens with 4 different W/C ratios are measured in the wide region of 0.2 GHz~20 GHz. Each specimen has different submerged curing period from 0 to 28 days and then EM measurement is performed after 4 weeks. Furthermore, porosity at the age of 28 days is measured through MIP (Mercury Intrusion Porosimeter) and saturation is also measured through amount of water loss in room condition. In order to evaluate the porosity from the initial curing stage, numerical analysis based on the modeling for the behavior in early-aged concrete is performed and the calculated results of porosity and measured EM properties are analyzed. For the convenient comparison with influencing parameters like W/C ratios and curing period, EM properties from 5 GHz to 15 GHz are averaged as one value. For 4 weeks, the averaged dielectric constant and conductivity in cement mortar are linearly decrease with higher W/C ratios and they increase in proportion to the square root of curing period regardless of W/C ratios.

Elastic-Damage Constitutive Model for Nonlinear Tensile Behavior of Polymeric Foam (폴리머 폼의 비선형 인장거동을 모사하기 위한 기공이 고려된 손상 탄성 구성방정식)

  • Kwon, Sun-Beom;Lee, Jae-Myung
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.31 no.4
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    • pp.191-197
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    • 2018
  • This paper details the development of an isotropic elastic-damage constitutive model for polymeric foam based on irreversible thermodynamics to consider the growth and coalescence of voids. The constitutive equations describe the material behavior sustaining unilateral damage. To facilitate finite element analysis, the material properties for specific types of polymeric foams are applied to the developed model; the model is then implemented in ABAQUS as a user-defined material subroutine. To validate the developed damage model, the simulated results are compared to the results of a series of tensile tests on various polymeric foams. The proposed damage model can be utilized to further research on continuum damage mechanics and finite element analysis of polymeric foams in computational engineering.

수치해석적 응력 적분 방법

  • 이승래
    • Computational Structural Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.53-54
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    • 1990
  • 응력 변형율의 관계가 시간에 대한 미분의 형태로 나타나는 비선형 탄소성 혹은 점탄소성 재질을 갖는 구조물이나 지만의 거동 문제를 유한요소법 등의 방법을 이용하여 해결하려고 하는 경우 주어진 외력에 의한 새로운 응력이나 응력 강화 현상을 표현하는 여러 재료 상수값들을 구하기 위해서는 적분을 요하게 되며 일반적으로 수치해석적 방법에 의해 수행된다. 이러한 수치해석적 적분방법은 보다 정확한 결과를 얻기 위하여 알고리즘 자체의 정확성과 안정성이 요구된다. 정확성은 수치해석적 적분방법이 적용될 수 있는 step size에 관계없이 거의 동일한 결과치를 얻을 수 있느냐 하는 것을 말하고 안정성은 큰 step size에서도 수렴된 결과치를 얻을 수 있느냐 하는 것을 의미한다. 그 뿐만 아니라 비교적 복잡하고도 그 대상영역이 큰 문제를 해석하고자 할 때는 수렴속도 또한 빠른 해석방법이 바람직하게 된다. 따라서 본 기사에서는 여러가지 가능한 수치해석 적분 방법을 소개하고 그들의 장단점을 논하고자 한다.

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ABAQUS를 이용한 O-링 밀봉 부의 설계민감도 분석기법 연구

  • 이방업;구송회;조원만;오광한
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1996.11a
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    • pp.3-11
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    • 1996
  • 본 연구는 고체 추진기관의 각종 밀봉 부에 많이 사용되는 O-링의 설계시 고려되는 각종 형상인자의 변화에 따른 O-링의 거동과 응력 상태를 분석하여 설계 최적조건을 찾기 위한 내용을 다루고 있다. 조립 부의 내외경과 조립 공차, 챔퍼길이와 각도, 조립 홈의 외경, 깊이, 폭, 구성반경, O-링의 내경과 선 직경 등의 설계 변수에 의한 조립부 형상과 재료의 물성치, 유한요소 선택 및 요소 분할, 경계조건, 하중조건, 접촉부 정의 등을 MSC/PATRAN3의 $PCL^{[1]}$/로 프로그래밍 하여 설계변수에 의한 결과 분석을 손쉽게 수행할 수 있도록 시도하였다 고무의 Hyperelastic 물성치는 문헌상의 자료$자료^{[2]}$에 제시된 Ogden 상수를 사용하였으며 추후에는 인장시험, 순수전단시험, 이 축 인장시험을 통해 실험적으로 측정$^{[3]}$ 하여 적용할 예정이다. 고무의 대변형, 대 변형률을 고려한 비선형 응력해석은 MSC/PATRAN3의 Advanced FEA 모듈과 ABAQUS 5.5를 사용하였다. 본 연구에서의 해석결과를 설계변수들의 영향을 비교 분석하는데 사용하였으나 그 정확도가 입증된 상태는 아니며 추후 실제 조립 및 수압시험을 통해 평가할 예정이다.

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Second-Order Nonlinear Optical Properties of Organically Modified Titania Thin Film (유기염료가 복합화된 타이타니아 박막재료의 이차비선형광학특성에 관한 연구)

  • Im, Seon-Jin;Gwak, Hyeon-Tae;Choe, Dong-Hun;Park, Su-Yeong;Kim, Nak-Jung
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.4 no.4
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    • pp.466-471
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    • 1994
  • The polymeric titania sol was prepared via partial hydrolysis of titanium isopropoxide and its characteristics were investigated. The effect of solvent, catalyst and water content on the sol stability was investigated. The shear viscosities of sol solution at different temperatures were measured to determine the gel time. Employing the spin coating technique, optically clear and transparent titanium oxide thin film was fabricated. Even after doped with second-order nonlinear optical(NL0) active monomers, the film quality was maintained very homogeneous. The film was corona-poled under 3~ 5kV at 50~$100^{\circ}C$ range. The electro-optic coefficient, $r_{33}$ was measured to be 1.5~5pm/V using the wavelength, 632.8nm from He-Ne laser.

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Electrical properties of multilayer actuator and linear ultrasonic motor using low temperature PZW-PMN-PZT ceramics (저온소결 PZW-PMN-PZT 세라믹을 이용한 적층액츄에이터 및 선형초음파 모터의 전긱적 특성)

  • Lee, Il-Ha;Yoo, Ju-Hyun;Hong, Jae-Il;Jeong, Yeong-Ho;Yoon, Hyun-Sang
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.206-206
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    • 2008
  • 압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.

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O Analysis of Filament Wound Pressure Tank Considering Winding Angle Variation In Thickness Direction (두께 방향의 와인딩 각도 변화를 고려한 필라멘트 와인딩 된 압력탱크의 해석)

  • 김철웅;박재성;홍창선;김천곤
    • Composites Research
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    • v.13 no.2
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    • pp.51-60
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    • 2000
  • Filament wound pressure vessels have been studied for the efficient design tool to consider the variation of fiber angles through-the thickness direction. Filament winding patterns were simulated from semi-geodesic fiber path equation to calculate fiber path on arbitrary surface. Finite element analyses were performed considering fiber angle variation in longitudinal and thickness directions by ABAQUS. For the finite element modeling of the pressure tank, the 3-dimensional layered solid element was utilized. From the stress results of pressure tanks, maximum stress criterion in transverse direction was applied to modify material properties for failed region. In the end of each load increment, resultant layer stresses were compared with a failure criterion and properties were reduced to 1/10 for a failed layer. Results of progressive failure analysis were compared with two experimental data.

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