• 제목/요약/키워드: 비선형 재료

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Evaluation Technique of Nonlinear dynamic Viscoelasticity During Fatigue Process for Polymeric materials (고분자재료의 피로과정에서의 비선형 동적 점탄특성 평가법)

  • 조남주
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.9 no.3
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    • pp.97-102
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    • 1997
  • 내피로성은 기계적 구조물로 사용되는 고분자재료에는 반드시 필요한 성질이며, 피 로거동은 재료특유의 비선형 동적 점탄특성과 아주 밀접한 관계가 있다. 본 연구에서는 피 로과정에서의 비선형 동적 점탄특성을 정량적, 연속적으로 측정할수 있는 시험 기기와 가해 준 변형에 대한 응답 응력파의 기본 응력파(선형적 응답)로부터의 차이를 직접 측정하여 이 를 규격화한 비선형 점탄성파라미터, NVP(Nonlinear Viscoelastic Parameter)라 명명한 새 로운 평가방법을 개발하였다. 그리고 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배향물을 사용하여 그 평가 방법의 타당성을 조사한 결과 피로과정에서의 비선형동적 점탄특성을 나타내는 NVP가 증 가함에 따라 재료의 피로수명은 감소하였다. 따라서 NVP가 고분자재료의 내피로성을 평가 하는 척도로서 사용가능하다는 사실이 증명되었다. 또한 각 고조파 성분에대해 조사한 결과 인장형 피로시험양식에서는 고체입자 분산계의 전단변형에서 나타난 비선형 점탄성의 결과 와는 달리 2차 성분의 크기가 가장컸으며 NVP에의 기여도도 가장 크게 나타났다. 이는 변 형양식의 차이에 따른 결과를 볼수 있다.

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Nonlinear Control by Feedback Linearization for Panel Flutter at Elevated Temperature (열하중을 받는 패널플러터의 궤환 선형화에 의한 비선형제어)

  • 문성환;이광주
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.9
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    • pp.45-52
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    • 2006
  • In this study, a nonlinear control by feedback linearization method, one of nonlinear control schemes based on the nonlinear model, is proposed to suppress the flutter of a supersonic composite panel using piezoelectric materials. Most of the previous panel flutter controllers are the LQR(Linear Quadratic Regulator) which is based on the linear model. A nonlinear feedback linearizing controller proposed in this study considers the nonlinear characteristics of the system model. We use the actuator implemented by piezoceramic PZT. Using the principle of virtual displacements and a finite element discretization with the conforming four-node rectangular element, we first derive the discretized dynamic equations of motion, which are transformed into a nonlinear coupled-modal equations of motion of state space form. The effectiveness of the proposed method is also compared with the LQR based on the linear model through numerical simulations in the time domain using the Newmark method.

A Computational Platform for Nonlinear Analysis of Totally Prefabricated Bridge Substructure Systems (완전 조립식 교량 하부구조의 비선형해석을 위한 전산플랫폼)

  • Kim, Tae-Hoon;Shin, Hyun-Mock
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.639-642
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    • 2011
  • 이 연구에서는 완전 조립식 교량 하부구조의 비선형해석을 위한 전산플랫폼을 개발하였다. 완전 조립식 교량 하부구조의 비선형거동을 정확하게 파악하고 합리적이면서 경제적인 설계기준의 개발을 위한 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 그리고 접합면요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 예측할 수 있다. 제안된 해석기법은 수치예제에 대하여 비선형거동을 비교적 정확하게 예측하였다.

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Vibration Analysis of Composite Laminated Plates Considered in Material-Nonlinearity (재료비선형을 고려한 복합적층판의 진동해석)

  • Seok, Keun-Yung;Kang, Joo-Won;Shin, Young-Shik
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.6 no.4 s.22
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    • pp.45-52
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    • 2006
  • FRP laminated plates have strong material-nonlinearity. Through vibration Analysis of FRP laminated plates, the result of nonlinearity analysis is compared with the result of linearity analysis according to stacking angle and squency. This study is a fundamental study about displacement in nonlinearity dynamic behavior of FRP laminated plates.

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Application of Non-linear Acoustic Effect for Evaluation of Degradation of 2.25Cr-1Mo Steel (2.25Cr-1Mo 강의 열화도 평가를 위한 비선형 음향효과 응용법)

  • Choi, Y.H.;Jhang, K.Y.;Park, I.K.;Kim, H.M.
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.22 no.2
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    • pp.170-176
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    • 2002
  • Nonlinear acoustic effect has been considered as an effective tool for the evaluation of material degradation. In this paper, the applicability of nonlinear acoustic effect to the evaluation of degraded 2.25Cr-1Mo steel is investigated. Firstly, artificial aging was performed to simulate the microstructural degradation in 2.25Cr-1Mo steel arising from long time exposure at $540^{\circ}C$. Secondly, ultrasonic nonlinear parameter was quantitatively measured by bi-spectrum and power spectrum. Nonlinear acoustic parameter from bi-spectrum was found to be clearly sensitive to the aging time.

New Constitutive Models for Tensile/Compressive Nonlinear Elastic Behaviors of Composite Materials with Fiber Waviness (굴곡진 보강섬유를 가진 복합재료의 인장/압축 비선형 거동을 예측하기 위한 새로운 해석모델의 개발에 관한 연구)

  • 전홍재;신재윤;최흥섭
    • Composites Research
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    • v.12 no.1
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    • pp.59-67
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    • 1999
  • The effects of fiber waviness on tensile/compressive nonlinear elastic behaviors of graphite/epoxy unidirectional composite materials are studied theoretically and experimentally. New constitutive models are proposed to predict elastic properties and tensile/compressive nonlinear behaviors of composite materials. Three types of wavy pattern are considered: uniform, graded and localized fiber waviness. Complementary energy density and incremental method are used to incorporate the material and geometrical nonlinearities due to fiber waviness. Tensile/compressive tests are conducted on the specimens with fiber waviness. It is found that the predictions are in good agreement with the experimental results.

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Performance Analysis of LIPCA Actuator considering Material Non-linearity of embedded PZT wafer (압전 세라믹의 재료 비선형성을 고려한 LIPCA 작동기의 성능 해석)

  • Lee, Sang-Ki;Kim, Young-Sung;Park, Hoon-Cheol;Yoon, Kwang-Joon;Goo, Nam-Seo;Cho, Chahng-Min
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.3
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    • pp.37-44
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    • 2004
  • This paper deals with the performance analysis of LIPCA(Light-weight Piezo-Composite actuator) including the material nun-linearity of the embedded 3203HD PZT wafer. For this analysis, we used a piezo-shell element code based on a nine-node assumed strain shell element formulation. The material non-linearity was implemented in the formulation due to a large observed discrepancy between the measured displacement and the computed actuation displacement based on the linear analysis. An experimentally extracted piezo-strain function of the PZT wafer and incremental formulation were incorporated into the linear finite element code to improve the accuracy of the estimated actuation displacement of the LIPCA. The non-linear piezo-shell program was used to predict the non-linear performance of the LIPCA. The simulated actuation displacement from the non-linear code showed much better agreement with the measured data.

혼합형 고체 추진제의 비선형 구성방정식 개발 동향

  • 정규동;윤성기
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1996.05a
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    • pp.85-93
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    • 1996
  • 비선형 해석의 중요성이 증가하고 있는 혼합형 고체 추진제의 비선형거동중 재료비선형에 대한 거시적/미시적 현상을 설명하고, 그 주요한 원인으로서 Mullin 효과와 결합제/충전미립자 사이의 접착분리(Dewetting)를 주로 고찰하였다. 이를 응용한 지금까지의 비선형 구성방정식의 개발동향을 검토하여 비교하였으며 최근에 제시되고 있는 손상변수를 분석하였다. 여러 변형률 크기에 대한 응력이완 모듈러스 실험을 통하여 변형률 크기가 손상변수로서 적합하지 않음을 보였으며, 변형률 크기에 따라 모듈러스의 저하가 크기 때문에 비선형 점탄성 해석이 중요한 문제임을 제시하였다.

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Prediction of Non-linear Behavior of Flexible Matrix Composites (유연수지를 기지재료로 하는 복합재료의 비선형거동 예측)

  • 서영욱;우경식
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.10
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    • pp.24-31
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    • 2006
  • In this paper, mechanical behavior of unidirectional composites with flexible matrix was predicted by geometrical non-linear finite element analysis. Two typical idealized unit cells of square and hexagonal fiber arrays were modeled and these were subjected to different loadings. The stress-strain behavior of composites was predicted from which the effective properties were calculated. The hyperelasticity of polyurethane matrix was considered using Mooney-Rivlin model. In result, the stress-strain behavior of flexible composites shows non-linearity, especially it is remarkable under transverse normal and shear loading conditions. In this cases, there are great difference between square and hexagonal fiber array models.

A Nonlinear Material Model for Concrete Compression Strength Considering Confining Effect (30-40Mpa의 압축강도를 갖는 콘크리트의 구속효과를 고려한 비선형 재료모델의 적용성 검토)

  • Lee, Heon-Min;Park, Jae-Guen;Hwang, Jae-Min;Yun, Hee-Tack;Shin, Hyun-Mock
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.379-382
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    • 2009
  • 횡방향으로 구속된 콘크리트의 응력-변형률 거동은 구속되지 않은 콘크리트와는 다른 거동을 한다. 보통강도 콘크리트에서 구속효과를 고려한 콘크리트 재료모델로는 Mander 모델이 대표적이며 고강도 콘크리트의 구속효과의 경우 여러 연구자들에 의하여 제안된 모델 중 공시체 수준의 실험결과와 잘 일치하는 Sakino-Sun 모델을 사용하였다. 보통강도에서는 Mander모델을 고강도 콘크리트에서는 Sakino-Sun 모델을 사용하였으나 중간 강도인 30-40MPa의 강도에서 Mander 모델과 Sakino-Sun 모델의 적용시 실험결과와 해석결과가 다소 차이를 보이며 또한 두 모델은 적용할 수 있는 최대 또는 최소 콘크리트 압축강도의 한계범위가 명확하지 않다. 따라서 이 연구에서는 30-40MPa의 강도의 횡방향으로 구속된 콘크리트의 비선형 재료모델을 제안하고 실제 30-40MPa의 압축강도를 갖는 콘크리트 공시체의 일축압축시험 결과와의 비교를 통해 그 적용성을 검토하였다.

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