In this work, the effect of size on the axial buckling behavior of single-layered graphene sheets embedded in elastic media is studied. We incorporate Eringen's nonlocal elasticity equations into three plate theories of first order shear deformation theory, higher order shear deformation theory, and classical plate theory. The surrounding elastic media are simulated using Pasternak and Winkler foundation models and their differences are evaluated. The results obtained from different nonlocal plate theories include the values of Winkler and Pasternak modulus parameters, mode numbers, nonlocal parameter, and side lengths of square SLGSs. We show here that axial buckling behavior strongly depends on modulus and nonlocal parameters, which have different values for different mode numbers and side lengths. In addition, we show that in different nonlocal plate theories, nonlocality is more influential in first order shear deformation theory, especially in certain range of nonlocal parameters.
본 연구는 전단파 탄성초음파(SWE)의 임상적 유용성을 평가하기 위해 유방 조직의 탄성 계수와 횡파 속도의 차이를 분석하고 관찰자 간 일치도를 평가하였다. 정상 유방 조직, 양성 종양, 악성 종양을 포함하는 유방 팬텀을 사용하였으며 10명의 방사선사가 각 조직 유형별 최소, 평균, 최대 탄성 계수와 횡파 속도를 측정하였다. 조직 간의 차이 분석은 일원 분산분석을 시행하였으며 급내 상관계수(ICC)를 통해 관측자 내 및 관측자 간 일치도를 평가하였다. 그 결과 각 조직 간의 탄성 계수 및 횡파 속도의 평균에서 유의한 차이를 보였으며(p<0.001), 악성 종양 조직에서 가장 높은 평균 값을 나타냈다. 또한, 관측자 간 및 관측자 내일치도 분석에서 ICC는 탄성 계수는 0.75-0.99, 횡파 속도는 0.89-0.99로 나타나 높은 재현성과 일치도를 보였다. 이러한 결과는 SWE가 유방암 진단에 있어 신뢰할 수 있는 도구이며 높은 재현성과 특이도를 갖춘 중요한 도구임을 시사한다.
Kang, Yong Kyu;Choi, Byung Ik;Woo, Chang Su;Kim, Wan Doo
Elastomers and Composites
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제54권4호
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pp.351-358
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2019
To evaluate the aging of a rubber pad in power window switch which is the part of a vehicle, the accelerated thermal aging test of rubber pad material is performed. Finite element analysis was performed using the nonlinear material constants of the rubber pad to calculate the operating force, and the Arrhenius relationship was derived from the aging temperature and time. The aging test was performed at 150, 180, 210, or 240 ℃ for 1 to 60 days. When the operating force of the rubber pad is changed by 10% from the initial value, the service life is expected to be 113 years, which is much longer than the life of the vehicle. This indicates that the aging life of the rubber pad is sufficiently safe and the operating force of the rubber pad during the life of the vehicle (20 years) was decreased by approximately 8.4%. By examining the correlation between the shear elastic modulus and operating force calculated from finite element analysis under each aging test condition, the changes in the operating force of the rubber pad and the shear elastic modulus showed good linear relationship. The aging life could be predicted by the change in shear elastic modulus and a process for predicting the aging life of automotive power window switch rubber pad parts is described herein.
In case of Mindlin plate, not only the bending deformation but also the shear behavior is allowed. While the bending and shear stiffness are given in the same order in terms of elastic modulus, they are in different order in case of plate thickness. Accordingly, bending and shear contributions have to be dealt with independently if the stochastic finite element analysis is performed on the Mindlin plate taking into account of the uncertain plate thickness. In this study, a formulation is suggested to give the response variability of Mindlin plate taking into account of the uncertainties in elastic modulus as well as in the thickness of plate, a geometrical parameter, and their correlation. The cubic function of thickness and the correlation between elastic modulus and thickness are incorporated into the formulation by means of the modified auto- and cross-correlation functions, which are constructed based on the general formula for n-th joint moment of random variables. To demonstrate the adequacy of the proposed formulation, a plate with various boundary conditions is taken as an example and the results are compared with those obtained by means of classical Monte Carlo simulation.
본 연구의 주된 목적은 전단 층을 갖는 two-parameter 탄성지반 위에 놓인 복합적층판의 처짐에 관한 규명이다. 본 논문은 탄성지반에 놓인 비등방성 구조의 변형거동과 2중 조화함수를 이용한 3차 전단변형이론의 확장에 초점을 두고 있다. 유도된 식들을 검증하기 위해 Timoshenko의 탄성지반 위에 놓인 단순지지 된 등방성판과 LUSAS 프로그램에 의한 이방성판의 처짐과 비교하였으며 본 연구의 결과들은 등방성판과 이방성판의 결과와 매우 정확히 일치함을 알 수 있었다. 처짐에 관한 수치해석결과들은 폭-두께 비, 형상 비 재료 비등방성과 전단지반계수 등에 따른 효과를 보여준다.
Compressional wave velocity (Vp), shear wave velocity (Vs), elastic and physical properties, and electrical resistivity for two core sediments obtained from Southeastern Yellow Sea Mud (SEYSM) were measured and computed. The sediments consist of homogeneous mud (mostly silt and clay) with shells and shell fragments. As a result, the mean grain size is uniform ($7.5-8.5{\Phi}$ throughout the core sediments. However, physical properties such as wet bulk density and porosity show slightly increasing and decreasing patterns with depth, compared to the mean grain size. The compressional (about 1475 m/s in average) and shear wave (about 60 m/s in average) velocities with depth accurately reflect the pattern of wet bulk density and porosity. Electrical resistivity is more closely correlated with compressional wave velocity than physical properties. The computed Vp/Vs and Poisson's ratios are relatively higher (more than 10) and lower (approximately 0.002) than Hamilton's (1979) data, respectively, suggesting the typical characteristics of soft and fully water-saturated marine sediments. Thus, the Vp/Vs ratio in soft and unconsolidated sediments is not likely sufficient to examine lithology and sediment properties. Relationships between the elastic constant and physical properties are correlated well. The elastic constants (Poisson's ratio, bulk modulus, shear modulus) given in this paper can be used to characterize soft marine sediments saturated with seawater.
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.
Lim, Yujin;Nguyen, Tien Hue;Lee, Seong Hyeok;Lee, Jin-Wook
International Journal of Railway
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제6권3호
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pp.112-119
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2013
A mid-size RC test apparatus (MRCA) equipped with a program is developed that can test samples up to D=10 cm diameter and H=20 cm height which are larger than usual samples used in practice. Using the developed RC test apparatus, two types of crushed trackbed foundation materials were tested in order to get the shear modulus reduction curves of the materials with changing of shear strain levels. For comparison purpose, large repetitive triaxial compression tests (LRT) with samples of height H=60cm and diameter D=30 cm were performed also. Resilient modulus obtained from the LRT was converted to shear modulus by considering elastic theory and strain level conversion and were compared to shear modulus values from the MRCA. It is found from this study that the MRCA can be used to test the trackbed foundation materials properly. It is found also that strain levels of $E_{v2}$ mostly used in the field should be verified considering the shear modulus reduction curves and proper values of $E_{v2}$ of trackbed foundation must be used considering the strain level verified.
The effective longitudinal shear modulus(LSM) of continuous composites is studied theoretically and numerically using 3-phase unit cell model. Circular, hexagonal and rectangular shapes of reinforced fiber are considered to predict the shear modulus as a function of elastic modulus of each phase and volume fraction of interphase and reinforced fiber. It is found that rectangular fiber shape in low fiber volume fraction($v_f$<30%) and circular fiber shape in high volume fraction($v_f$>40%) shows the higher longitudinal shear modulus. Also the obtained values of LSM for rectangular array and by numerical analysis are higher than those of hexagonal array and by theoretical analysis respectively. The reinforcing effects of interphase are more significant in cases of higher fiber volume fraction and circular fiber shape. Not only the spatial distribution and shape of reinforcing fiber but also the volume of interphase have a pronounced effects on the overall LSM. It is also found that the tangent moduous of 2-and 3-phase polymer matrix composites is insensitive to the shape and distribution of reinforcing fibers.
A micromechanics model to describe the elastic behavior of fiber or whisker reinforced metal matrix composites was developed and the stress concentrations between reinforcements were investigated using the modified shear lag model with the comparison of finite element analysis (FEA). The rationale is based on the replacement of the matrix between fiber ends with the fictitious fiber to maintain the compatibility of displacement and traction. It was found that the new model gives a good agreement with FEA results in the small fiber aspect ratio regime as well as that in the large fiber aspect ratio regime. By the calculation of the present model, stress concentration factor in the matrix and the composite elastic modulus were predicted accurately. Some important factors affecting stress concentrations, such as fiber volume fraction, fiber aspect ratio, end gap size, and modulus ratio, were also discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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