The popcorn cracking phenomena in plastic IC packages during reflow soldering are investigated by considering the heat transfer and moisture diffusion through the epoxy molding compound(EMC) along with the mechanics of interface delamination. Heat transfer and moisture diffusion through EMC under die pad are analyzed by finite difference method (FDM)during the pre-conditioning and subsequent reflow soldiering pro-cess and the amounts of moisture mass and vapor pressure at delaminated die pad/ EMC interface are calculated as a function of the reflow soldering time. The energy release rate stress intensity factor and phase angle were obtained under various loading conditions which are thermal crack face vapor pressure and mixed loadings. It was shown that thermal loading was the main driving force for the crack propagation for small crack lengths but vapor pressure loading played more significant role as crack grew.
In this paper, the maximum minimum strain energy density criterion was applied to the mixed mode fatigue test of A5052 H34 alloy. In this study result we can have seen that the authors stress intensity factor for the finite width specimen and method of determining testing load, based on the plastic zone size and the limited maximum stress intensity factor by ASTM STANDARD E-647-95, is useful.
This paper presents the surface defect analysis based on the experimental investigation of scribed glasses. The scribing process by a diamond wheel cutter is widely used as a reliable and inexpensive method for sizing of glass sheets. The wheel cutter generates a small median crack on the glass surface, which is then propagated through the glass thickness for complete separation. The surface contour patterns in which are formed during a scribing process are strongly related to wheel cutter parameters such as wheel tip surface finish, tip angle and wheel diameter, and cutting process parameters such as scribing pressure, speed and tooling technique. The scribed surface of a glass sheet provides normal Wallner lines, which represent regular median cracks and crack propagation in glass thickness, and abnormal surface roughness patterns. In this experimental study, normal and abnormal surface topographic patterns are classified based on the surface defect profiles of scribed glass sheets. A normal surface of a scribed glass sheet shows regular Wallner lines with deep median cracks. But some specimens of scribed glass sheets show that abnormal surface profiles of glass sheets in two pieces are represented by a chipping, irregular surface cracks in depth, edge cracks, and combined crack defects. These surface crack patterns are strongly related to easy breakage of the scribed glass imposed by external forces. Thus the scribed glass with abnormal crack patterns should be removed during a quality control process based on the surface defect classification method as demonstrated in this study.
When the crack in orthotropic material is propagating under dynamic model I load, influences of anisotropic property ratio $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress and displacement around propagating crack tip are studied in this paper. When M<0.55 and .alpha.=90.deg.(.alpha.; the angle of fiber direction with crack propagating direction, M; crack propagation velocity/shear stress wave velocity), the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress .sigma.$_{x}$, .sigma.$_{y}$, .tau.$_{xy}$ and .sigma.$_{\theta}$ is the greast on .sigma.$_{y}$. Except M<0.55 and .alpha.=90.deg., it is the greast on .sigma.$_{x}$ in any situation. Increasing $E_{L}$/ $E_{T}$, stress components are increased or decreased. When maximum stress is based, the stress .sigma.$_{x}$(.alpha.=90.deg.), .sigma.$_{y}$(.alpha.=0.deg.) and .tau.$_{xy}$ (.alpha.=90.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0. any stresses except .sigma.$_{*}$x/(.alpha.=0.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0.9. When .alpha.=90.deg., the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on displacement U and V is V>U in any velocities of crack propagation, when .alpha.=0.deg., it is VU in M>0.75 and when $E_{L}$/ $E_{T}$ is increased, U and V are decreased in any conditions.sed in any conditions.tions.tions.tions.
In this paper, as elastic-plastic fracture toughness test under mixed mode loading was proposed using a single edge-cracked specimen subjected to bending moment(M), shearing force(F), and twisting moment(T). The J-integral of a crack in the specimen is expressed in the form J=$J_I$+ $J_II$$J_III$, where $J_I$, $J_II$ and $J_III$ are the components of mode I, mode II and mode III deformation, respectively. $J_I$, $J_II$ and $J_III$ can be estimated from M-$\theta$ ($\theta$;crack opening angle), F-U(U; crack shear displacement) and T-$\alpha$ ($\alpha$;crack twisting angle). In order to obtain the the M<-TEX>$\theta$, F-U and T-$\alpha$ diagram inreal time, a new deformaiton gage for mixed mode loading was proposed using the optical position sensing device(PSD). The elastic-plastic fracture toughness test was carried out with an aluminum alloy. The loading apparatus was designed and manufactured for this experiment. For the loading condition of the crack initatio in the mixed mode, the MMT -3(mode I+ mode II+ mode III) has the lowest values out of the all specimens. This implies that MMT-3 is possible of the crackinitation at lower load, if the specimen acts on together with the torque under the same loading condition. An elastic-plastic fracture toughness test using the PSD brings a successful experimentation in measuring the crack deformation(mode I+ mode II+ mode III).
The study to be presented related on initial behavior of quench concerned with many considerations, such as epoxy impregnated coil, critical current density related on strain and temperature, winding effect and behavior of internal superconducting wire. Especially, the deformation behavior of coils under magnetic field and thermal contractions at cryogenic temperatures to be dealt with the analytical method related on Fracture Mechanics. From the results, we know that the strain by self weight contribute to epoxy cracking at the edge of deformed coils and the deformation behavior relate on epoxy cracking must be dealt with biaxial loading problem. Then, the epoxy crack on $r\theta-plane$ under biaxial loading have been propagated with inclined crack angle and joined superconducting wire. Also, we can explain transfer of epoxy crack propagation energy from epoxy resin to superconducting wire.
In this paper, the effect of normal load on the failure mechanism of echelon joint has been studied using PFC2D. In the first step, calibration of PFC was undertaken with respect to the data obtained from experimental laboratory tests. Then, six different models consisting various echelon joint were prepared and tested under two low and high normal loads. Furthermore, validation of the simulated models were cross checked with the results of direct shear tests performed on non-persistent jointed physical models. The simulations demonstrated that failure patterns were mostly influenced by normal loading, while the shear strength was linked to failure mechanism. When ligament angle is less than $90^{\circ}$, the stable crack growth length is increased by increasing the normal loading. In this condition, fish eyes failure pattern occur in rock bridge. With higher ligament angles, the rock bridge was broken under high normal loading. Applying higher normal loading increases the number of fracture sets while dilation angle and mean orientations of fracture sets with respect to ligament direction will be decreased.
고온가압성형된 다결정상 titanium diboride내에 형성된 전위구조를 투과전자현미경으로 분석하였다. Ion beam thinner를 사용하여 제작한 박편시편은 전위구조에 대한 특징을 드러내 보였다. 이들 특징들은 전위들로 배열된 적각결정입계, ledges나 steps들이 결정입계면에 존재하는 고각결정입계 등이다. 결정입계에서의 ledges나 steps들은 전위형성이나 결정입계 근처에서의 crack전파와 같은 결함구조로서 평가되었고, 고각결정입계는 부분적으로 결정입계전위를 포함하고 있는 것으로 관찰되었다. 또한, 시편의 미세구조에 존재하는 전위들의 Burger's vectors를 결정하였다.
Xiaokang Shao;Yusheng Jiang;Zongyuan Zhu;Zhiyong Yang;Zhenyong Wang;Jinguo Cheng;Quanwei Liu
Geomechanics and Engineering
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제34권1호
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pp.103-113
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2023
This study focused on understanding the relationship between the design of a tunnel boring machine disc cutter ring and its rock-breaking efficiency, as well as the applicable conditions of different cutter ring types. The discrete element method was used to establish a numerical model of the rock-breaking process using disc cutters with different ring types to reveal the development of rock damage cracks and variation in cutter penetration load. The calculation results indicate that a sharp-edged (V-shaped) disc cutter penetrates a rock mass to a given depth with the lowest load, resulting in more intermediate cracks and few lateral cracks, which leads to difficulty in crack combination. Furthermore, the poor wear resistance of a conventional V-shaped cutter can lead to an exponential increase in the penetration load after cutter ring wear. In contrast, constant-cross-section (CCS) disc cutters have the highest quantity of crack extensions after penetrating rock, but also require the highest penetration loads. An arch-edged (U-shaped) disc cutter is more moderate than the aforementioned types with sufficient intermediate and lateral crack propagation after cutting into rock under a suitable penetration load. Additionally, we found that the cutter ring wedge angle and edge width heavily influence cutter rock-breaking efficiency and that a disc cutter with a 16 to 22 mm edge width and 20° to 30° wedge angle exhibits high performance. Compared to V-shaped and U-shaped cutters, the CCS cutter is more suitable for soft or medium-strength rocks, where the penetration load is relatively small. Additionally, two typical case studies were selected to verify that replacing a CCS cutter with a U-shaped or optimized V-shaped disc cutter can increase cutting efficiency when encountering hard rocks.
지하에 공동을 건설하는 터널 공사의 경우 초기 응력의 집중 및 발파와 같은 시공단계에서의 과도한 에너지의 적용으로 인하여 주변 암반에 손상을 발생시킨다. 이러한 손상의 발생은 터널에 작용하는 하중 및 터널 주변 암반의 흐름조건에 상당한 영향을 끼친다. 이러한 이유로 터널 주변에 발생하는 손상구간에 대하여 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 유사암석으로 제작된 공동이 존재하는 절리모델의 이축압축실험을 통하여 공동주변의 손상발생을 연구하였다. 절리면은 수평면과 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$의 조건으로 형성되었으며, 초조강시멘트 재료를 이용하여 유사절리모델을 제작하였다. 이축압축 실험결과 공동주변에서는 절리면에 수직한 방향으로 인장균열의 발생이 관측되었으며, 균열의 진행으로 인하여 암반블록이 형성되었으며, 진행하는 인장균열이 다른 절리면에 도달하여 암반블록이 완전히 형성된 경우 탈락하는 과정을 보였다. 이러한 인장균열의 진전은 절리면의 각도에 따라 상이한데 절리면의 각도가 클수록 안정적이며 진행성의 균열 진전 양상이 관측되었다. 이러한 인장균열의 발달은 절리면으로 구성된 암편을 보로 가정 할 경우 공동의 곡률로 인한 기하학적 형상의 불규칙성으로 인하여 모멘트가 작용하는 것으로 판단된다. 이상의 실험결과를 입자요소해석 방법을 기반으로 하는 PFC 2D를 이용하여 모사하였다. 해석결과 실험에서 관측한 바와 같이 절리면 각도가 작을수록 손상대의 폭은 넓어지며 인장균열의 진행에 의한 암반블록의 형성이 관측되었다. 또한 상호작용이 발생하는 균열을 조사한 결과 수치해석에서도 절리면의 각도가 작은 조건에서 진행성의 파괴가 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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