• 제목/요약/키워드: Orientation tensor

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Fiber orientation in the processing of polymer composites

  • Chung, Du-Hwan;Kwon, Tai-Hun
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제14권4호
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    • pp.175-188
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    • 2002
  • We review the modeling and simulation of fiber orientation during injection molding processes of short fiber reinforced thermoplastics. Generally, a group of fibers are described in terms of probability distribution function or orientation tensor. Various closure approximation models to express higher order tensor in terms of Bower order tensors are reviewed. Rheology of fiber suspensions, multiple fiber-fiber interaction and numerical technique for the prediction of fiber orientation are also considered for concentrated situations.

배향 타원체를 이용한 결정성 고분자의 배향특성 해석 (Analysis of Crystalline Polymer Orientation Via Representation of Orientation Ellipsoids)

  • 우종표
    • 유변학
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    • 제10권2호
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    • pp.98-105
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    • 1998
  • 가공공정중 변형을 수반하게 되는 고분자제품은 대부분 고분자사슬의 배향을 갖게 된다. 이렇나 사슬배향은 제품의 기계적, 광학적, 그리고 전기적 특성에 매우 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져있다. 지금까지 고분자사슬의 배향상태를 나타내기 위한 여러방법은 모두 배향의 중심축을이 알려져 있다는 가정하에 전개되었다, 그러나 복잡한 배향모드를 갖 는 고분자가공의 경우에 배향중심측이 실험축과 일치하지 않는 경우가 많다 따라서 본연구 에서는 일반적인 고분자의배향상태를 나타내는 방법에 대해 알아보고 실제 고분자 가공공정 에 적용을 위해 실험적으로 배향의 대칭축을 찾을 수 있는 접근방법을 제시하고자 하였다. 그 결과 결정성 고분자의 배향상태를 광각 x-선 회절 data를 이용한2차배향 tensor를 통해 배향 타원체를 구성할수있었다. 이를PETdustls 필름과 HDPE사출성형물에 적용해 본 결과 이들의 2차 배향 tensor가 타원체를 잘 구성함을 알수 있었다. 또한 주어진 고분자의 결정 면들에 관계없이 고유한 중심축을 지니고 있음을 확인할수 있었다. 이를 통해 복잡한 배향 모드를 갖는 경우에 본연구에서 제안한 x-타원체를 통해 결정의 배향중심축을 효과적으로 찾을수 있음을 알수 있었다.

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Confocal Microscopy Measurement of the Fiber Orientation in Short Fiber Reinforced Plastics

  • Lee, Kwang Seok;Lee, Seok Won;Youn, Jae Ryoun;Kang, Tae Jin;Chung, Kwansoo
    • Fibers and Polymers
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    • 제2권1호
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    • pp.163-172
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    • 2001
  • To determine three-dimensional fiber orientation states in injection-molded short fiber composites a CLSM (Confocal Laser Scanning Microscope) is used. Since the CLSM optically sections the composites, more than two cross-sections either on or below the surface of the composite can be obtained. Three dimensional fiber orientation states can be determined with geometric parameters of fibers on two parallel cross-sections. For experiment, carbon fiber reinforced polystyrene is examined by the CLSM. Geometric parameters of fibers are measured by image analysis. In order to compactly describe fiber orientation states, orientation tensors are used. Orientation tensors are determined at different positions of the prepared specimen. Three dimensional orientation states are obtained without the difficulty in determining the out-of-plane angles by utilizing images on two parallel planes acquired by the CLSM. Orientation states are different at different positions and show the shell-core structure along the thickness of the specimen.

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공초점 레이저 주사 현미경을 이용한 단섬유 복합재료 사출 성형물 내의 섬유 배열 측정 및 수치모사 (Fiber Orientation in Injection-Molded Short Fiber Composites with a Confocal Laser Scanning Microscope and Numerical Simulation)

  • Lee, Kwang-Seok;Le, Seok-Won;Youn, Jae-Ryoun
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.201-204
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    • 2001
  • A Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) is applied to determine three-dimensional fiber orientation states in injection-molded short fiber composites. Since the CLSM optically sections the composites, more than two planes either on or below the surface of composites can be obtained. Therefore, three dimensional fiber orientation states are determined without destruction. To predict the orientation states, velocity and temperature fields are calculated by using a hybrid FEM/FDM method. The change of orientation state during packing stage is also considered by employing a compressible Hele-Shaw model. The predicted orientation states show good agreement with measured ones. However, some differences are found at the end of cavity. They may result from other effects, which are not considered in the numerical analysis.

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Mathematical Properties of the Differential Pom-Pom Model

  • Kwon, Youngdon
    • Macromolecular Research
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    • 제9권3호
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    • pp.164-170
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    • 2001
  • Recently in order to describe the complex rheological behavior of polymer melts with long side branches like low density polyethylene, new constitutive equations called the pom-pom equations have been derived by McLeish and Larson on the basis of the reptation dynamics with simplified branch structure taken into account. In this study mathematical stability analysis under short and high frequency wave disturbances has been performed for the simplified differential version of these constitutive equations. It is proved that they are globally Hadamard stable except for the case of maximum constant backbone stretch (λ = q) with arm withdrawal s$\_$c/ neglected, as long as the orientation tensor remains positive definite or the smooth strain history in the now is previously given. However this model is dissipative unstable, since the steady shear How curves exhibit non-monotonic dependence on shear rate. This type of instability corresponds to the nonlinear instability in simple shear flow under finite amplitude disturbances. Additionally in the flow regime of creep shear flow where the applied constant shear stress exceeds the maximum achievable value in the steady now curves, the constitutive equations will possibly violate the positive definiteness of the orientation tensor and thus become Hadamard unstable.

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선형 이상체에 의한 벡터 자력 및 자력 변화율 텐서 반응식 (Closed-form Expressions of Vector Magnetic and Magnetic Gradient Tensor due to a Line Segment)

  • 임형래
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제25권2호
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    • pp.85-92
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    • 2022
  • 한쪽 방향으로 연장된 이상체를 멀리 떨어져서 관측하면 선형 이상체로 근사가 가능하다. 이런 경우 자력 및 자력 변화율 텐서를 적용하기 위해서는 선형 이상체에 대한 해석해가 필요하다. 따라서 이 논문에서는 선형 이상체에 대한 자력과 자력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 벡터 자력은 기존에 유도한 선형 이상체에 대한 중력 변화율 텐서를 포아송 관계식을 이용하여 벡터 자력으로 변환하여 유도하였다. 자력 변화율 텐서는 벡터 자력를 기준 직교 좌표계의 성분으로 한번 더 미분하여 유도하였다. 시추공에서 얻은 총자력 탐사 자료를 가정하고, 선형 이상체의 길이, 방향, 자력 모멘트를 비선형 역산 방법으로 추정하는 사례를 보여주었다.

Effects of Halothane on Dimyristoylphosphatidylcholine Lipid Bilayer Structure: A Molecular Dynamics Simulation Study

  • Oh, Kwang-Jin;Klein, Michael L.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제30권9호
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    • pp.2087-2092
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    • 2009
  • We performed molecular dynamics simulations on dimyristoylphosphatidylcholine lipid bilayer with 50 mol% halothane. The structural properties, electron density profile, segmental order parameter of acyl chains, headgroup orientation distribution, water dipole orientation distribution, have been examined. Overall the effects of the halothane molecules on structural properties of DMPC lipid bilayer were found to be small. The electron density profiles, the segmental order parameter, the headgroup orientation, the water dipole orientation were not affected significantly by the halothane molecules. Pressure tensor calculations shows that the lateral pressure increases at the hydrocarbon tail region and the headgroup region, and decreases at the water-headgroup interfacial region.

유리섬유가 강화된 필름 삽입 사출품의 섬유배향 및 휨 (Fiber Orientation and Warpage of Film Insert Molded Parts with Glass Fiber Reinforced Substrate)

  • 김성륜;김형민;이두진;윤재륜;이성희
    • Composites Research
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    • 제25권4호
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    • pp.117-125
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    • 2012
  • 필름 삽입 사출 시편의 휨은 비대칭적인 잔류응력 분포에 기인한다. 비대칭적 잔류응력과 온도 분포는 삽입된 필름 표면의 수직방향으로 지연되는 열 전달에 의해 발생한다. 사출 공정조건 최적화를 통해 필름 삽입 사출 시편의 휨을 억제할 수 없었기 때문에, 필름 삽입 사출 시편의 휨을 최소화하기 위해서 유리 섬유가 강화된 복합재료를 기판으로 사용하였다. 유리 단섬유의 분포를 마이크로 CT 장비를 이용하여 평가하였다. 복합재료로 구성된 기판을 이용한 필름 삽입 사출 시편의 배향 텐서와 휨을 계산하기 위해서는 적절한 마이크로 역학, 이방적 열팽창계수 및 닫힌 어림법 모델이 선택되어야만 한다. 여섯 종류의 마이크로 역학모델, 세 종류의 열 팽창 계수 모델 및 다섯 종류의 닫힌 어림법 모델을 고려한 후, Mori-Tanaka 모델, Rosen and Hashin 모델 및 third orthotropic 닫힌 어림법 모델을 선택하였다. 수치적으로 계산된 섬유 배향 텐서와 휨에 관한 결과들은 실험결과와 잘 일치하였고, 유리 섬유의 보강효과가 필름 삽입 사출 복합 재료 시편의 휨에 미치는 영향을 파악하였다.