• 한국안전학회지
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• 제9권3호
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• pp.3-12
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• 1994

This study employed the Eshelby's equivalent inclusion method incorporated with mean field theory to investigate the Internal stress of short fiber-reinforced metal matrix composites during static loading and the dynamic finite element analysis by using alternative unit cell model to investigate the impact behaviors during the impact loading. Using the 2124 Al-SiC system as an example, the general effects of parameters such as fiber's aspect ratio, content and modulus were examined.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.660-665
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• 1993

An elastic model is developed to predict the average thermal residual stresses in the matrix and fiber of a misoriented short fiber composite. The thermal residual stresses are induced by the mismatch in the coefficient of the thermal expansion of the matrix and fiber when the composite is subjected to a uniform temperature change. The model considers two special cases of fiber misorientation ; two-dimensional in-plane and three-dimensional axisymmetric. The analytical formulation of the model is based on Eshelby's equivalent inclusion method and is nuque in that it is able to account for interactions among fibers. The model is more general than past models and it is able to treat prior analyses of the simpler composite systems as extram cases. The present model is to investigate the effects of fiber volume fraction, distribution type, distribution cut-off angle, and aspect ratio on thermal residual stress for both in-plane and axisymmetric fiber misorientation. Fiber volum fraction, aspect ratio, and disturbution cut-off angle are shown to have more significant effects on the magnitude of the thermal residual stress than fiber distrubution type for both in-plane and axisymmetric misorientation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.337-343
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• 2017

각종 기공과 같은 결함을 허용하는 다이캐스팅 부품의 강도를 현장 수준에서 평가할 수 있는 이론적 방법을 제안한다. 결함을 갖는 부재의 탄성시험을 통해 강성도를 구하고 이를 결함이 없는 이론적 강성도와 비교함으로써 등가 기공률을 산출한다. 등가 기공률 식은 Eshelby의 함유이론으로부터 유도하였다. 산출된 등가 기공률은 Mori-Tanaka 법을 이용하여 기공결함을 포함하는 재료의 응력-변형률 선도를 그리기 위하여 사용된다. 본 연구에서는 Hollomon 변형경화 모델을 사용하였다. 이 응력-변형률 선도를 이용하면 균일분포의 기공결함을 갖는 다이캐스팅 부재의 강도를 평가할 수 있게 된다. 등가 기공률을 고려한 하나의 이론해로서 직사각형 단면의 다이캐스팅 보에 대한 삼점 굽힘의 탄소성 강도를 소성힌지의 방법으로 유도하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.106-112
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• 2004

In particle or short-fiber reinforced composites, cracking or debonding of the reinforcements cause a significant damage mode because the damaged reinforcements lose load carrying capacity. The average stress in the inhomogeneity represents its load carrying capacity, and the difference between the average stresses of the intact and broken inhomogeneities indicates the loss of load carrying capacity due to cracking damage. The composite in damage process contains intact and broken reinforcements in a matrix. An incremental constitutive relation of discontinuously-reinforced composites including the progressive cracking damage of the reinforcements have been developed based on the Eshelby's equivalent inclusion method and Mori-Tanaka's mean field concept. Influence of the cracking damage on the stress-strain response of the composites is demonstrated.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권7호
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• pp.1460-1468
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• 2005

Two possible shape memory processes, austenite to detwinned martensite transformation and twinned martensite to detwinned martensite transformation of a shape memory alloy have been modeled and examined. Eshelby's equivalent inclusion method with Mori-Tanaka's mean field theory is used for modeling of the shape memory processes of TiNi shape memory alloy reinforced aluminum matrix composite. The shape memory amount of shape memory alloy, plastic strain and residual stress in the matrix are computed and compared for the two processes. It is shown that the shape memory amount shows differences in a small prestrain region, but the plastic strain and the residual stress in the matrix show differences in the whole prestrain region. The shape memory process with initially martensitic state of the shape memory alloy would be favorable to the increase in the yield stress of the composite owing to the large compressive residual stress and plastic strain in the matrix.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권2호
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• pp.89-99
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• 1997

단섬유강화금속복합재료는 최근 항공기, 자동차산업에 있어서 관심의 대상이 되고 있는 재료중의 하나이나 재료의 제조 및 성형중에 재료내의 기지재 및 강화재의 열팽창계수의 차이로 인해 재료 내부에 발생되는 열적잔류응력으로 인한 재료 특성의 변화로 실제적인 재료 적용상에 많은 문제점들이 보고되고 있다. 이와 같은 금속복합재료의 잔류응력의 평가에는 몇가지 비파괴적 방법이 적용되고 있으나 그 측정에 많은 어려움이 보고되고 있다. 따라서 금속복합재료의 보다 실제적인 응용을 위하여는 이와 같은 열적잔류응력을 평가하기 위한 이론적모델의 확립이 요구된다. 본 연구에 있어서는 비방향성을 가진 강화재가 2차원 평면 상태로 기지재내에 존재하는 단섬유강화금속복합재료에 있어서 재료에 균일한 온도 변화가 주어질 때 기지재와 강화재의 열팽창계수의 차로 인해 재료 내부에 발생하는 열적잔류응력을 평가, 예측하기 위한 이론적 탄성 모델을 확립하고자 한다. 본 연구에서 해석하고자 하는 이론 모델은 Eshelby의 등가 개재물 방법을 토대로 하고 있으며 과거 제안되고 있는 이론모델을 포함하는 보다 일반성을 가지는 해석 모델로서, 이 해석 모델을 이용하여 열적잔류응력에 미치는 강화재의 체적률, 종횡비, 분포 상태, 분포 cut-off 각도들에 대한 각 인자의 영향을 검토하였다. 그 결과 강화재의 체적률, 종횡비, cut-off 각도들이 강화재의 분포 상태보다도 금속복합재료의 열적잔류응력에 미치는 영향이 현저함을 알 수 있었다.