• 제목/요약/키워드: 상변태

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탄소강의 펄라이트 변태에 대한 유한요소 해석 (Finite Element Analysis for Pearlite Transformation of Carbon Steel)

  • 탄소강
    • 한국생산제조학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.69-75
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    • 2000
  • The object of the research is to estimate for pearlite structure of quenched carbon steels. The effects of temperature on physical properties metallic structures and the latent heat by phase transformation were considered. In this study a set of constitutive equations relevant to the analysis of thermo-elasto plastic materials with pearlite phase transformation during quenching process way presented on the basis of continuum thermo-dynamics. The iso-thermal transformation curve of the SM50C was formlated by cubic spline curve. The formulated equations of evolution in pearlite transformation was used for structure analysis. The volume fraction of pearlite was obtained from the results of calculated metallic structure by Finite element equation.

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기공을 갖는 형상기억합금의 응력 및 변형률 관계에 대한 이론적 고찰 (Theoretical Investigation on the Stress-Strain Relationship for the Porous Shape Memory Alloy)

  • 이재곤;염영진;최성배
    • Composites Research
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    • 제17권6호
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    • pp.8-13
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    • 2004
  • Eshelby의 등가개재물범과 Mori-Tanaka의 평균장 이론을 이용하여 다공성 형상기억합금에 대한 새로운 3차원 응력-변형률 모델을 제안하였다. 12%의 기공도를 갖는 Ni-Ti 형상기억합금에 대한 압축실험으로부터 구한 응력-변형률 선도와 본 연구에서 제안한 모델링에 의한 응력-변형률 관계를 비교한 결과 잘 일치함을 알 수 있었다. 기존의 다른 연구에서는 대부분 상변태 구간이 선형적으로 예측되었지만 본 연구에서는 비선형으로 예측되어 실험결과를 보다 잘 모사할 수 있었다.

상변태를 고려한 탄소강 용접부의 잔류응력 해석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of Residual Stress in Weldment by Considering the Phase Transformation of Carbon Steel)

  • 조시훈;김재웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권3호
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    • pp.390-398
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    • 2001
  • Welding process generates distortion and residual stress in the weldment due to rapid heating and cooling. Welding distortion and residual stress in the welded structure result in many troubles such as dimensional inaccuracies in assembling and safety problem during service. The accurate prediction of welding residual stress is thus very important to improve the quality of weldment and find the way to reduce itself. This paper suggests new analysis method to predict welding residual stress by considering solid phase transformation during welding process. Using the method, analysis is performed for medium and low carbon steel. The analysis result for medium carbon steel reveals that case considering phase transformation has compressive residual stress in contrast with the case neglecting phase transformation because of martensite formation. However, for the case of low carbon steel, residual stress shows little difference between the case considering phase transformation and the other case, because it has small transformation strain and recovers rapidly stress after phase transformation.

상변태를 고려한 탄소성 유한요소 해석 (Elasto-Plastic Finite Element Analysis in Consideration of Phase Transformations)

  • 이명규;김성준;정우창
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.334-336
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    • 2009
  • An elastic-plasticity model during the austenitic decomposition was derived and implemented to incorporate the two important deformation behaviors observed during the phase transformations: the volumetric strain and transformation induced plasticity due to the temperature change and phase transformation. To obtain transformed phase volume fractions during cooling, the fourth order Runge-Kutta method was used to solve the Kirkaldy's phase kinetics model which is function of temperature, austenitic grain size and chemical composition. The volumetric strain was calculated by considering the densities of constituent phases, while the transformation induced plasticity was based on the micro-plasticity due to the volume mismatch between soft austenitic phase and other harder phases. The constitutive equations were implemented into the implicit finite element software and a simple boundary value problem was chosen as a model problem to validate the effect of transformation plasticity on the deformation behavior of steel under cooling from high temperature. It was preliminary concluded that the transformation plasticity plays a critical role in relaxing the developed stress during forming and thus reducing the magnitude of springback.

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선상가열 판변형 해석을 위한 고유변형도 영역의 결정법 (Determination of Inherent Strain Regions to Estimate Plate Deformation by Line Heating)

  • 장창두;하윤석;고대은;문성춘
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권1호
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    • pp.82-89
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    • 2002
  • 선상가열에 의한 판 변형 예측은 고유변형도법에 의해 효율적으로 예측할 수 있다. 종래의 용접에서의 고유변형도 결정 방법은 용접 실험을 통하여 온도분포와 강의 상변태 영역(Ac3)을 시편을 절단하여 계측하고 이를 고유변형도 영역으로 간주하는 것이었다. 선상가열의 현상은 용접과 유사하므로, 용접과 같은 조건 하에서 얻어진 결과를 그대로 선상가열 해석에 이용하여 왔으나 이 결과는 가열 패턴이나 판 두께에 제한을 가지고 있다. 또한 현장에서는 선상가열 후 수냉 처리하는데 그 과정에서 강이 원래의 상으로 돌아가지 않고 마르텐사이트가 되면서 전단 소성 변화를 일으킨다는 점에 착안하여, 본 연구에서는 종래에 시편의 온도계측과 상변태 영역을 직접 계측하는 파괴검사법을 FEM을 이용한 이론해석으로 대체하였다. 즉 임의의 적절한 열속 모델에 대한 온도 분포를 얻고, 조직변화에 따라 추가적으로 발생하는 소성 영역을 고려하기 위하여 공석 온도 영역까지 포함시켜 온도계측과 파괴실험 없이 순수한 이론만으로 고유변형도 영역을 결정하는 새로운 방법을 제안하였다. 이 방법으로 결정한 영역을 이용하여 판의 변형을 예측하고 실험 결과와 비교하여 잘 일치함으로써 본 논문에서 제안한 방법의 유효성을 입증하였다.

남포층군의 아미산층에서 산출된 중생대 초기의 곤충화석

  • 남기수;김석환;오경석;이재성;김종헌
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.99-100
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    • 2010
  • 충남 서부에 위치한 보령 지역은 트라이아스기 후기로 알려진 육성 기원의 남포층군이 널리 분포하고 있다. 남포층군은 하부로부터 하조층, 아미산층, 조계리층, 백운사층 및 성주리층으로 구분된다. 남포층군에서 산출되는 화석의 대부분은 식물 화석이며, 기타 이매패 화석, 어류 화석, 곤충의 유충 화석, 패갑류(conchostracans) 등의 화석이 산출되고 있지만, 양적으로 극히 적다. 이들 화석 중에서 체계적으로 연구가 된 것은 식물 화석뿐이고, 나머지 화석들은 전문 연구가의 부재 등에 의해 극히 미미한 연구 수준에 머물러 있다. 이번의 연구를 통해서 아미산층에서 채집된 곤충화석은 모두 107점이고, 그중에서 유충 화석이 94점, 날개 화석이 14점이다. 이들의 분류학적 연구 결과, 아미산층의 곤충화석군은 소시목, 강도래목, 날도래목, 하루살이목, 잠자리목, 바퀴벌레목, 벌목, 매미목을 비롯한 8목 11종에 이르는 유시류의 곤충들로 구성된다. 이들은 현재까지 우리나라에서 발견된 곤충화석 중 시대적으로 가장 오래된 화석이다. 유충 화석은 모두 수서 곤충의 유충화석이다. 이들의 유충은 수중생활에 적응하여 지상생활을 하는 성충과 형태적으로 큰 차이가 있는 불완전변태류 또는 외시류이다. 날개 화석은 수서곤충의 성충의 날개이고 일부는 육상 생활을 하는 곤충의 날개가 포함되어 있다. 아미산층에서 나온 곤충화석에는 육상에서 생활하는 매미목과 바퀴목도 있는데 이들은 불완전변태류에 속한다. 그러나, 똑같은 육상생활자이면서도 벌목은 완전변태류 또는 내시류에 속하는 것도 있다. 따라서 아미산층에서 산출된 곤충화석군에는 불완전변태류와 완전변태류가 섞여 있는 특징을 보인다. 이들은 실제로 같은 시대에 비슷한 장소에서 함께 생활을 했던 생물군집이지만, 서로 살던 장소가 다른 집단들이 섞여 있다는 것은 육상생활자의 일부가 죽은 후 수류에 의해 퇴적분지로 유입되어 매몰된 혼합집단으로 볼 수 있다. 현생의 하루살이목, 강도래목 등은 대표적인 유수성 곤충이고, 잠자리, 노린재 등은 대표적인 정수성 곤충으로 알려져 있다. 이들이 지층에 밀집하여 산출되는 것으로 보아 살던 장소에서 많은 퇴적물의 유입에 따른 급격한 매몰에 의해 화석화된 것으로 판단된다. 동아시아의 중생대 초기에서 보고된 곤충 화석은 양적으로도 수적으로도 그리 많지 않다. 그중에서 일본의 Mine에서 보고된 화석군이 가장 대표적이며 바퀴류(Blattaria)와 딱정벌레(Coleoptera)의 화석이 가장 큰 비율을 차지하지만, 아미산층 곤충화석군과의 공통종은 한 종도 없다. 아미산층의 곤충화석군은 비록 다양성은 쥐라기의 곤충상에 비해 떨어지지만 조성적으로는 쥐라기의 곤충상에 매우 유사하다. 육상에 사는 곤충이 화석으로 보존되기 어렵다는 것을 감안하면 아미산층에서 산출된 곤충화석은 학술적으로 매우 귀중하고 큰 의미가 있다. 보령 지역의 곤충화석은 중생대의 쥐라기와 백악기를 거쳐 현재로 이어지는 곤충 진화사의 잃어버린 고리를 이어줄 수 있는 귀중한 자료로 평가된다.

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