본논문에서는 전기장 부하에 따라 유동성질이 변화하는 ER유체의 빙햄특성을 실험 적으로 연구하였다. 특히 ER유체의 빙행특성에 영향을 주는 여러인자중 전극 간격 및 재질 에 따른 ER유체의 항복전단응력과 전류밀도의 변화를 온도에 따라 고찰하였다. 이를 위하 여 전극 간격을 가변시킬수 있는 전기 점도계를 세가지 재질로 자체 제작하였다. 전극간격 은 0.75 mm, 1.00mm 및 1.25 mm 로 설정하였으며 전극 재질은 스테인레스 스텔, 동 그리 고 기계구조용 탄소강(SMS45C)을 사용했다. 한편 실험에 사용된 ER유체는 자체 조성한 수 계 ER유체인 ERF-1과 외국의 우수하다고 알려진 비수계 ER유체인 ERF-2 두가지를 선택 하였다. 실험은 $25^{\circ}C$와 7$0^{\circ}C$ 및 10$0^{\circ}C$에서 수행하였으며 전기장은 0-4kV/mm 범위에서 온 도 및 ER유체의 종류에 따라 부하 가능한 전압까지 공급하였다. 전단변형률 50, 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000 및 1200 s-1에서 얻은 전단응력 실험결과로부터 최소오차선형법을 이용하여 전단변형률 영에서 동적 항복전단응력 값을 도출하였으며 그결과로부터 전극 간격 및 재질에 따른 ER효과의 변화를 고찰하였다. 또한 상온과 10$0^{\circ}C$에서 4kV/mm의 전기장을 부하하여 전기장에대한 ER유체의 응답특성을 실험을 수행했다.
점소성이론을 이용하여 충격하중을 받는 구조물의 거동을 하중시간에 따라 조사하였다. 점소성이론은 재료의 소성특성과 시간변화특성을 나타내는 Rheology 이론을 동시에 고려한 이론이다. 점소성 구성방정식을 구한 후, 이를 이차원 유한요소해석프로그램에서 심어서 평면응력, 평면 변형률, 축대칭 구조물의 동적 거동을 해석할 수 있도록 기존프로그램을 수정.개발하였다. Perzyna에 의한 점소성 구성방정식은 유한요소해석에서 Explicit 적분법을 사용해야 하는데 반하여, 본 연구에서 구한 구성방정식은 Implicit 적분법을 적용할 수 있도록 Algorithm을 개발하였다. 다양한 하중시간을 갖는 충격하중을 선택한 구조물에 가해 해석한 결과, 하중시간이 길수록 변형이 증가하여 점소성 거동을 하며, 높은 고유진동수 성분이 점소성거동으로 거의 소멸된다는 결론을 얻었다.
This study was attempted to enhance taste and quality value of cooked rice by adding fat, vinegar, cellulose in cooking water. Cooked rice with five different levels of material in cooking water (100% water A: 10% vinegar B: 10% fat C: 10% fat and 10% vinegar D: 10% fat, 10% vinegar and 10% celloulose) was tested for rheology, fine structural changes, sensory evaluation, in vitro digestion. 1) Cooked rice by adding 10% fat rate was higher than A, B, D, E samples for softness, Jelly and increased in vitro digestion. 2) sensory evaluation conducted by tweenty university students a panelists showed that B, D sample were low value in flavour, texture and taste, but higher than A sample for softness, Jelly and in Vitro digestion. 3) E sample (l0% fat, 10%s vinegar, 10% cellulose) was more significant for taste, texture, and digestion than A sample. From these results, it was concluded that rice cooked with 10% of fat in cooking water was quite acceptable, in terms of practical food value consisting of palatability rheology and digestibility.
일정한 표면 온도를 갖는 쐐기형 물체 주위를 지나는 미세 극성유체의 정상상태 층류유동에 대하여 고찰하였다. Falkner & Skan에 의하여 유도된 상사해법을 이용하여 유동방향의 비선형 경계층 방정식의 해를 구하였다. 4계 Runge-Kutta법을 사용하여 Pr 수가 1일 경우의 열전달 특성을 수치적으로 해석하였고, 물질 매개변수에 대한 영향을 고찰하였다. 경계층을 가로지르는 무차원 속도와 Nusselt 수의 분포는 쐐기형 물체 주위를 지나는 Newtonian 유체의 경우와 비교하였다. Pr 수가 1이고 일정한 쐐기각을 가질 경우 물질 매개변수 K값이 증가할수록 Newtonian 유체의 경우보다 미세 극성유체의 경우 경계층의 두께가 증가하는 결과를 보였다. 그러나 물질매개변수 K값이 일정할 경우, Newtonian 유체보다 미세 극성유체의 열전달율이 더 작은 경향을 나타내었다.
고온용 초음파 측정 시스템을 장착한 이축압출기를 이용하여 고에너지 물질 시뮬란트의 분산도를 실시간으로 모니터링하는 연구를 하였다. 결합제 수지 및 충전제로 ethylene vinyl acetate(EVA)와 Dechlorane plus 25를 각각 사용하여 고에너지 물질 시뮬란트 현탁계를 구성하였다. 충전 부피분율이 증가함에 따라 현탁계의 초음파 속도는 전혀 변화를 보이지 않았으나 초음파 감쇠는 선형적으로 감소하였는 바 고르게 분산된 현탁계를 대상으로 초음파 감쇠를 측정하면 충전함량을 추정할 수 있음을 확인하였다. 또한 60 v% 이상으로 충전된 고농축 현탁계에서는 반복 압출실험을 수행한 결과 초음파 감쇠의 편차가 감소하여 직선값에 접근하는 경향을 보이는 바 분산도의 증가하는 것을 알 수 있었다. 따라서 on-line 및 in-line으로 측정된 초음파 감쇠와 off-line으로 SEM 및 Image Analyzer 그리고 열중량분석을 병행함으로써 분산도 및 충전 함량을 평가할 수 있을 것으로 사료된다.
Coalescence process of binary immiscible fluid mixtures having bimodal size distributions, prepared by mixing two pre-sheared samples at different shear rates, ${\gamma}_{pre1}\;and\;{\gamma}_{pre2}$, under shear flow at a final shear rate, ${\gamma}_f$, are examined by transient shear stress measurements and microscopic observations in comparison with the results for simply pre-sheared samples having narrow size distributions (unimodal distribution samples). Component fluids are a silicone oil (PDMS) and a hydrocarbon-formaldehyde resin (Genelite) and their viscosities are 14.1 and 21.0 $pa{\cdot}sec$ at room temperature $(ca.\;20^{\circ}C)$, respectively. The weight ratio of PDMS: Genelite was 7:3. Three cases, $({\gamma}_{pre1}=7.2sec^{-1},\;{\gamma}_{pre2}=12.0sec^{-1}\;and\;{\gamma}_f=2.4sec^{-1}),\;({\gamma}_{pre1}=0.8sec^{-1},\;{\gamma}_{pre2}=4.0sec^{-1}\;and\;{\gamma}_f=2.4sec^{-1}),\;and\;({\gamma}_{pre1}=7.2sec^{-1},\;{\gamma}_{pre2}=12.0^sec^{-1}\;and\;{\gamma}_f=7.2sec^{-1})$ the first case, transient shear stress did not show any significant difference but domains larger than the initial state are observed at short times. In the latter cases, there exist undershoot of shear stress, reflecting existence of deformed large domains, which is confirmed by the direct observation. It is concluded that coalescence between large and small domains more frequently occur than coalescence between the domains with similar size in the bimodal distribution samples.
The development of filament stretching extensional rheometers over the past decade has enabled the systematic measurement of the transient extensional stress growth in dilute and semi-dilute polymer solutions. The strain-hardening in the extensional viscosity of dilute solutions overwhelms the perturbative effects of capillarity, inertia & gravity and the kinematics of the extensional deformation become increasingly homogeneous at large strains. This permits the development of a robust open-loop control algorithm for rapidly realizing a deformation with constant stretch history that is desired for extensional rheometry. For entangled fluids such as concentrated solutions and melts the situation is less well defined since the material functions are governed by the molecular weight between entanglements, and the fluids therefore show much less pronounced strain-hardening in transient elongation. We use experiments with semi-dilute/entangled and concentrated/entangled monodisperse polystyrene solutions coupled with time-dependent numerical computations using nonlinear viscoelastic constitutive equations such as the Giesekus model in order to show that an open-loop control strategy is still viable for such fluids. Multiple iterations using a successive substitution may be necessary, however, in order to obtain the true transient extensional viscosity material function. At large strains and high extension rates the extension of fluid filaments in both dilute and concentrated polymer solutions is limited by the onset of purely elastic instabilities which result in necking or peeling of the elongating column. The mode of instability is demonstrated to be a sensitive function of the magnitude of the strain-hardening in the fluid sample. In entangled solutions of linear polymers the observed transition from necking instability to peeling instability observed at high strain rates (of order of the reciprocal of the Rouse time for the fluid) is directly connected to the cross-over from a reptative mechanism of tube orientation to one of chain extension.
In this study, the deformation behavior of semi-solid Al-Si alloy was investigated by nanoindenter as a part of the research on the surface crack behavior in thixoformed automobile component. The microstructure of semi-solid Al-Si alloy consists of primary and eutectic regions. In eutectic regions the crack initiation begins with initial fracture of the eutectic silicon particles and inside other intermetallic phases. Nano-deformation characteristics in the eutectic and primary phase of semi-solid aluminium alloy were investigated through the nano-indentation experiments and the AFM observation. In addition, mechanical properties of each region were investigated and compared with each other.
The semi-solid process has been developed near net-shape components for kinds of methods. Thixo-forming with reheating prepared billet and rheo-forming with cooled melt until semi-solid state. Material is applied electromagnetic stirring system to slurry with aluminum 6061 alloy. An experiment has variation factors which are pressure, solid-fraction, stirring current and stirring time. The mechanical properties are compared to forge sample with to apply heat treatment T6. This study is researched function a virtual pressure and fine shape zone. Optimum pressure is found to prevent defect of porosity.
샌드위치 사출성형 공정은 기존의 사출성형 공정이 가지지 못하는 여러 장점들로 인해 최근 산업적으로 주목 받고 있는 고분자 가공 공정이다. 이 공정의 해석적인 접근은 거의 불가능하므로, 본 연구에서는 수치모사를 통해서 샌드위치 사출성형의 충전 공정을 연구하였다. 수치모사는 기본적으로 유한요소법을 사용하였고 Flow Analysis Network(FAN)/관할체적(Control Volume)법 등을 함께 이용하였다. 그리고 skin polymer의 선단을 확인할 수 있는 기존의 충전율 변수와 함께 skin polymer와 core polymer의 경계를 표시하는 새로운 충전율 변수를 도입하였고 이것을 이용하여 core polymer의 선단을 추적하였다. 새로운 충전율 변수는 두께 방향으로 온도장을 풀기 위해 나눈 각 층에서 정의되었다. 수치모사에 사용된 skin polymer와 core polymer로는 물성이 다른 두 고분자 물질을 주입시켜서 나타나는 충전 형태를 비교했다. 즉, 점도 상수, power-law 지수 등과 같은 유변 물성이 다른 두 고분자 물질을 충전시키기 위해 공정상 필요한 입구에서의 압력 등을 계산했으며 나중에 들어가게 되는 core polymer의 충전 완료 후 금형 내에서의 두께 방향과 흐름 방향으로의 분포 등을 구하였다. 또한 실제 공정 상에서 가공조건에 해당되는 switchover time과 벽 온도 등의 조건을 바꿔가면서 수치모사를 진행하였다. 사례 연구를 통하여 얻어진 물성과 가공 조건에 따른 core polymer의 충전 형태와 입구에서의 압력 등은 샌드위치 사출성형의 산업적 이용에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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