로켓모터의 성능을 확인하기 위해 지상에서 연소시험을 수행하여 추력, 압력, 온도. 그리고 변형률 등 필요한 데이터를 계측하지만 측정된 추력은 시험대 동특성으로 인해 실제 추력과는 달리 과도진동이 포함된 왜곡된 형태를 나타낼 수 있다. 이러한 경우에는 추력 최대치나 추력 상승시간 등 로켓모터의 성능을 결정하는 값들의 정확한 값을 얻지 못할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 추력 왜곡 현상의 원인을 분석하고 그 문제점을 해결하기 위한 이론적인 방법을 제안한다. 또한 제안된 방법을 가상 시험대에 적용하여 제안한 방법의 적용 가능성을 확인하고, 차후 실험 데이터를 이용한 추력 추정의 기본적인 방향을 제시하고자 한다.
PolyJet technology is an additive manufacturing (AM) technology commonly used for modeling, prototyping, and production applications. It is one of the techniques used for 3D printing. The PolyJet technique is a process that joins materials to fabricate a product from 3D CAD data in a layer-by-layer manner. The orientation of a layer can affect the mechanical properties of the product manufactured by the PolyJet technique because of its anisotropy. In this paper, tensile and shearing tests of specimens were developed with the PolyJet technique in order to study the mechanical properties according to the orientation of a layer. The mechanical properties of the specimens were determined on the basis of true stress-strain curves from tensile and shearing tests. In addition, the tensile and shearing tests were simulated under the same conditions as those of experiment, and the experiment and simulated results were compared. Through this study, the fracture criteria could be established.
Fusarium verticillioides (teleomorph Gibberella moniliformis) is associated with maize worldwide causing ear rot and stalk rot, and produces fumonisins, a group of mycotoxins detrimental to humans and animals. While research tools are available, our understanding of the molecular mechanisms associated with fungal virulence and fumonisin biosynthesis in F. verticillioides is still limited. One of the restraints that hampers F. verticillioides gene characterization is the fact that homologous recombination (HR) frequency is very low (<2%). Screening for a true gene knock-out mutant is a laborious process due to a high number of ectopic integrations. In this study, we generated a F. verticillioides mutant (SF41) deleted for FvKU70, a gene directly responsible for non-homologous end-joining mechanism, with the aim of improving HR frequency. Here, we demonstrate that FvKU70 deletion does not impact key Fverticillioides phenotypes, e.g., development, secondary metabolism, and virulence, while dramatically improving HR frequency. Significantly, we also confirmed that a high percentage (>85%) of the HR mutant strains harbor a desired mutation with no additional copy of the mutant allele inserted in the genome. We conclude that SF41 is suitable for use as a type strain when performing high-throughput gene function studies in F. verticillioides.
An integrated fatigue strength assessment system was computerized. The system developed consists of 9 modules: user interface, cycle counting, load history construction, data searching, fatigue properties estimation, fatigue data analysis, true stress and strain analysis, expert system for crack initiation life prediction, fatigue crack initiation and propagation life prediction. Fatigue strength database also was included in this system. The fatigue expert system helps a beginner to predict a fatigue crack initiation life in fatigue strength assessment. The expert system module in this system is developed on the personal computer by using C language and UNiK, an expert system developing tool. To evaluate the system, the results of test under variable loading of SAE and failure data from a field were analyzed. The evaluation show that the system provided fatigue life prediction within 3-scatter band and gave reasonable predictions. To get more accurate predictions of fatigue life without fatigue properties, we recommend utilizing the system along with the fatigue strength database.
Titanium aluminides have attracted special interest as light-weight/high-temperature materials for structural applications. The major problem limiting practical use of these compounds is their poor ductility and formability. The powder metallurgy processing route has been an attractive alternative for such materials. A mixture of Ti and Al elemental powders was fabricated to a mechanical alloying process. The processed powder was hot pressed in a vacuum, and a fully densified compact with ultra-fine grain structure consisting of Ti3Al intermetallic compound was obtained. During the compressive deformation of the compact at 1173 K, typical dynamic recrystallization (DR), which introduces a certain extent of grain refinement, was observed. The compact had high density and consisted of an ultra-fine equiaxial grain structure. Average grain diameter was 1.5 ㎛. Typical TEM micrographs depicting the internal structure of the specimen deformed to 0.09 true strain are provided, in which it can be seen that many small recrystallized grains having no apparent dislocation structure are generated at grain boundaries where well-developed dislocations with high density are observed in the neighboring grains. The compact showed a large m-value such as 0.44 at 1173 K. Moreover, the grain structure remained equiaxed during deformation at this temperature. Therefore, the compressive deformation of the compact was presumed to progress by superplastic flow, primarily controlled by DR.
Fatigue life and notch sensitivity of the ultrafine grained pure Ti produced by ECAP was investigated. The ECAPed sample with the true strain of 460$\%$ showed near equiaxed grains with an average size of about 0.3 $\mu$m. After ECAP, the ultimate tensile strength was increased by 60$\%$, while the tensile ductility was decreased by 31$\%$. The ECAPed ultrafine grained pure Ti samples showed high notch sensitivity and significant improvement of high cycle fatigue limit by a factor of 1.67. The ECAPed samples also show high notch sensitivity (K$_{f}$/K$_{t}$ = 0.96). It can be concluded that ECAP is the effective process for achieving high fatigue strength in Ti by increasing its tensile strength through grain refinement
The effect of particle breakage and intermediate principal stress ratio on the behaviour of crushable granular assemblies under true triaxial stress conditions is studied using the discrete element method. Numerical results show that the increase of intermediate principal stress ratio $b(b=({\sigma}_2-{\sigma}_3)/({\sigma}_1-{\sigma}_3))$ results in the increase of dilatancy at low confining pressures but the decrease of dilatancy at high confining pressures, which stems from the distinct increasing compaction caused by breakage with b. The influence of b on the evolution of the peak apparent friction angle is also weakened by particle breakage. For low relative breakage, the relationship between the peak apparent friction angle and b is close to the Lade-Duncan failure model, whereas it conforms to the Matsuoka-Nakai failure model for high relative breakage. In addition, the increasing tendency of relative breakage, calculated based on a fractal particle size distribution with the fractal dimension being 2.5, declines with the increasing confining pressure and axial strain, which implies the existence of an ultimate graduation. Finally, the relationship between particle breakage and plastic work is found to conform to a unique hyperbolic correlation regardless of the test conditions.
단일시험편의 일축압축시험에서 평면이방성 암석의 5개의 독립적 탄성상수를 얻기 위하여 제 5의 수식이 반드시 필요하다. Saint-Venant에 의하여 제안된 근사식은 오랫동안 전통적으로 사용되어 왔지만 시험편의 특성에 따라 문제를 해결하지 못하는 경우가 있다. 지난 일련의 연구에서 이 식을 대체할 수 있는 3개의 수식이 제안되었으며, 모델연구를 통하여 이들은 적용가능한 수식으로 밝혀졌다. Saint-Venant 근사식은 제안된 식들 가운데 첫째식과 같은 것으로 밝혀졌는데, 이로서 겉보기 탄성계수는 이방성각도에 따른 단조증가함수라는 특성이 있다. 본 연구에서는 단일시험편에 대한 일축압축시험을 수행하여 얻어진 4개의 독립적 변형률로부터 탄성상수를 구하는 자세한 방법이 언급되었으며, 제안된 수식의 필요성과 적합성이 검토되었다. 이방성각도가 중간 또는 큰 크기일 때에는 Saint-Venant 근사식의 적용으로 참값에 가까운 탄성상수를 결정할 수 있기 때문에 다른 수식의 제안은 필요하지 않다. 그럼에도 불구하고 제안된 식들은 이와 비슷한 결과를 유도하므로 적용가능하다고 판단된다. 이방성각도가 작은 경우에는 Saint-Venant 근사식으로 일반적인 여러 구속조건을 만족시키는 값을 얻지 못하는 반면에, 제안된 식들은 참값에 가까운 결과를 유도할 수 있었다. 따라서 보다 더 적합한 수식이 알려지기 전에는 이들 식을 적용하는 것을 제안한다. 모델연구에서 얻어진 지침도를 활용하면, 3개의 수식 가운데 가장 적합한 수식을 결정할 수 있다.
2차원 유한요소 모델의 동일한 형상과 하중 조건에 있어서 6절점 요소의 굽힘 강성은 8절점 요소의 굽힘 강성보다 더 크게 나타난다. 이와 같은 현상은 3차원 16절점 요소와 20절점 요소에서도 나타나며, 완전 요소의 중간 절점들을 제거하므로 인하여 나타난다. 따라서 이 현상을 상대적 강성강화 현상이라 할 수 있다. 강성강화 현상을 보정하기 위한 매우 효과적인 방법으로 가우스 적분점 수정법을 도출하였으며, 이 방법은 확장적인 강성과 같이 다른 종류의 강성을 변화시키지 않으며, 또한 패취시험을 통과하였다. 적분점 수정량은 재료의 포아송비의 함수로 나타나며, 2차원 평면응력 상태와 평면변형율 상태에 대한 두개의 수정식을 구하였고, 또한 3차원 고체요소에 대하여 확장하였다. 가우스 적분점 수정법의 효과를 검증하기 위하여 보와 판의 자유 및 강제운동 문제를 해석하였으며, 등방성 적층 보와 판에 대해서도 단층보와 단층판과 같은 방법으로 적용하여 그 효율성을 입증하였다.
본 논문에서는 압입시험을 통해서 초탄성 재료 물성치를 평가하는 간단한 방법을 제시하였다. 초탄성 재료 모델 중, 3개의 물성치($C_{10}$, $C_{20}$, $C_{30}$)를 가지는 Yeoh 모델을 선택하여 주연신률로 표현되는 변형률 에너지 밀도를 적용하였다. Yeoh 물성치를 변화시키며, 구형 압입시험 유한요소해석을 수행하여 압입자 반력-변위 곡선을 획득하였다. 압입자 반력-변위 곡선을 3차 다항식으로 근사하였고, 이 다항식을 물성치($C_{10}$, $C_{20}$, $C_{30}$)의 3차 곱으로 근사된 3차 다항식으로 표현하였다. 압입자 반력-변위곡선 근사를 위해 회귀분석을 진행하여 수식들의 계수를 결정하였으며, 이 회귀식을 이용하여 초탄성 재료의 물성치를 평가하였다. 초탄성 재료 물성치 평가를 수행하고 오차를 비교하여 유효성을 보여 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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