구조부재는 정적, 동적 또는 충격과 같은 다양한 하중의 영향을 받고 있다. 결과적으로 이와 같은 하중의 영향이 고려된 재료의 물성치를 획득하기 위해 각 조건에 적합한 실험적 또는 해석적 방법이 수반되어야 한다. 일반적으로 고변형률 속도에서 재료의 기계적 물성을 얻는 방법으로써 홉킨슨 압력봉 시험법(SHPB)이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 SHPB 시험을 통해 충격 하중 조건에서 알루미늄 합금의 압축변형거동을 고찰하였으며, 실험결과와 해석결과를 비교, 분석하였다. 결론적으로 1000 ~ 2000 $s^{-1}$ 영역에서 진응력-진변형률 곡선을 비교하였을 때 실험 결과와 해석 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 특히, 변형률 속도가 30% 증가함에 따라 최대유동응력은 17%증가, 변형률은 20% 증가함을 확인하였다.
Continuous indentation test is a very powerful method to monitor the materials reliability since it is very simple, easy and almost non-destructive. It can provide material properties such as elastic modulus, yield strength, work-hardening exponent, etc., than the conventional hardness test. In our study, the true stress-strain curve is derived from the indentation load-depth curve. For this, average indentation strain is defined and the flow stress is obtained from the analysis of the indentation stress field. The residual stress is analyzed from the variation of the indentation behavior with the applied residual stress. And the estimation of fracture characteristic is tried by considering the conventional fracture toughness modeling and the stress/strain state under the spherical indenter.
평면 뼈대구조물의 매우 큰 변형에 대하여 정확한 비선형 유한요소의 정식화 과정을 나타내었다. 유한요소의 구성은 변화되는 재료의 기준 물성치에 근거를 두고 형성하였으며 매우 큰 변형을 받는 재료의 성질을 명확하게 특정지어 진응력-변형율 관계식을 직접 적용할 수 있도록 하였다. 큰회전과 작은 변형율을 받는 문제들을 형성하기 위하여 Co-rotation 접근 방법을 사용하였다. 큰 변형을 일으키는 요소의 문제를 해결하기 위하여 직선보 형태의 유한요소를 사용하였으며 개개의 유한요소의 정식화는 축방향력의 영향을 고려하여 미소 처짐보이론을 바탕으로 형성하였다. 본 연구에서 형성된 큰 변형에 대한 비선형 유한요소의 타당성을 확인하기 위해 몇몇 수치해들을 해석하고 검토하였다.
Ever since the ideal forming theory has been developed for process design purposes, application has been limited to sheet forming and, fur bulk forming, to two-dimensional steady flow. Here, application for the non-steady case was performed under the plane-strain condition based on the theory previously developed. In the ideal flow, material elements deform following the minimum plastic work path (or mostly proportional true strain path) so that the ideal plane-stram flow can be effectively described using the two-dimensional orthogonal convective coordinate system. Besides kinematics, fur a prescribed final part shape, schemes to optimize a preform shape out of a class of initial configurations and also to define the evolution of shapes and boundary tractions were developed. Discussions include the two problematic issues on internal tractions and the non-monotonous straining. For demonstration purposes, numerical calculations were made for a bulk part under forging.
High temperature deformation of Ti-6Al-4V alloy with a lamellar colony microstructure was investigated by hot compression and torsion tests. The torsion and compression tests were carried out under a wide range of temperatures and strain rates with true strain up to 2 and 0.7, respectively. The processing maps were generated on the basis of compression and torsion test data and using the principles of dynamic materials modeling (DMM). The shapes of the strain-stress curves in alpha-beta region and processing maps obtained on the two different tests have been compared with a view to evaluate the effect of the microstructure evolution on the flow softening behavior of Ti-6Al-4V alloy with a lamellar colony microstructure.
Structural integrity assessment of defected pipe is important in fitness for service evaluation and proper engineering assessment is needed to determine whether pipelines are still fit for service. This paper present a failure prediction of gas pipes made of APIl X65 steel with gouge using stress-modified true fracture strain, which is regarded as a criterion of ductile fracture. For this purpose, API X65 pipes with gouge are simulated using elastic-plastic FE analyses with the proposed ductile failure criterion and the resulting burst pressures are compared with experimental data. Agreements are quite good, which gives confidence in the use of the proposed criteria to defect assessment fer gas pipelines. Then, further extensive finite element analyses are performed to obtain the burst pressure solution of pipes with gouge as a function of defect depth, length and pipeline geometry.
In this paper, time-continuous constitutive equations for strain rate-dependent materials are presented first, among which those for the overstress and the consistency viscoplastic models are considered. By allowing the stress states to be outside the yield surface, the overstress viscoplastic model directly defines the flow rule for viscoplastic strain rate. In comparison, a rate-dependent yield surface is defined in the consistency viscoplastic model, so that the standard Kuhn-Tucker loading/unloading condition still remains true for rate-dependent plasticity. Based on the formulation of the consistency viscoplasticity, a computational elasto-viscoplastic constitutive model is proposed for the short fiber-reinforced fresh cementitious paste for extrusion purpose. The proposed constitutive model adopts the von-Mises yield criterion, the associated flow rule and nonlinear strain rate-hardening law. It is found that the predicted flow stresses of the extrudable fresh cementitious paste agree well with experimental results. The rate-form constitutive equations are then integrated into an incremental formulation, which is implemented into a numerical framework based on ANSYS/LS-DYNA finite element code. Then, a series of upsetting and ram extrusion processes are simulated. It is found that the predicted forming load-time data are in good agreement with experimental results, suggesting that the proposed constitutive model could describe the elasto-viscoplastic behavior of the short fiber-reinforced extrudable fresh cementitious paste.
본 논문에서는 판형 열교환기 등에 널리 이용되고 있는 순 티타늄 판재의 프레스 성형성을 평가하기 위해 인장실험을 수행하였고 인장실험결과를 가장 잘 피팅할 수 있는 가공경화 모델을 제안하였다. 또한 항복곡면의 도출을 위해 단축변형, 평면변형, 순수전단변형 등 다양한 변형모드 하에서의 인장실험을 실시하였다. 이 제안된 모델을 Hora의 수정된 최대하중조건식에 적용하여 프레스 성형성을 평가하기 위해서 널리 사용되고 있는 성형한계선을 예측하였고 그 결과를 장출성형실험에서 구한 성형한계선과 비교하였다. 도출한 항복곡면을 잘 묘사하기 위한 이방성 항복조건식과 본 연구에서 제안된 가공경화 모델은 순 티타늄 판재의 프레스 성형성의 척도인 성형한계선을 잘 예측함을 알 수 있었다.
Nutrient availability may control muscle growth directly and indirectly through its influence on regulatory factors. We analyzed the effects of nutrient availability on the breast muscle insulin-like growth factor system. Real time RT-PCR was used to quantify the level of transcription in breast muscle from Langshan (LS) layer and Arbor Acres (AA) broiler chickens subjected to different feeding regimens during embryonic and postnatal development. The AA chickens were fed AA diet (AA, control group) while the LS chickens were either fed LS diet (LL) or AA diet (LA). According to our results, insulin-like growth factor (IGF)-II (embryonic day 16 (E16) - postnatal day 42 (P42)), IGF-I receptor (IGF-IR, E18-P42), and IGF binding protein (IGFBP)-2 (E18-P42), -5 (E16-P14), -7 (E12-P0), and -3 (E12-P0) were positively correlated with IGF-I, while IGFBP-3 (P0-P28) was negatively correlated with IGF-I. In comparison, IGF-IR (E18-P42), IGFBP-2 (E18-P42), IGFBP-5 (E14-P0), and IGFBP-3 (E16-P0) were positively correlated with IGF-II, while IGF-IR (E10-E16) and IGFBP-3 (P0-P28) were negatively correlated with IGF-II. Moreover, IGFBP-2 (E16-P42), -7 (E10-E16), and -3 (E10-E16) were positively correlated with IGF-IR, while IGFBP-3 (P0-P28) was negatively correlated with IGF-IR. Finally, IGFBP-7 (E12-P0) was positively correlated with IGFBP-3, while IGFBP-2 (P0-P28) and -7 (P0-P42) were negatively correlated with IGFBP-3. Overall, the AA chickens exhibited higher levels of IGF-I, IGF-IR, and IGFBP-2 mRNA expression than the LL chickens, while the opposite was true for IGFBP-7. No strain differences in IGF-I, IGF-IR, and IGFBP-7 mRNA expression were detected between LA and AA chickens; however, a strain difference was observed for IGFBP-2. LA chickens exhibited higher levels of IGFBP-2 than LL chickens, while the opposite was true for IGFBP-7. Our data show the first evidence that certain genes may be correlated during specific developmental periods and that strain differences in the expression of those genes in LS and AA chickens are due to differential responses to the same diet.
최근의 DIC (Digital Image Correlation) 기술은 인장 시험 중 동적 변형을 측정하는 데 사용되고 있다. 표준 인장 시험 방법은 진응력 - 진변형 곡선을 계산하기 위해 두 표점 거리 간 측정된 평균 변위를 사용한다. 따라서, 진응력 곡선은 균일 연신 구간, 즉 네킹 변형 시작점까지만 유효하다. 반면에, DIC를 사용한다면, 전체 측정 영역에서 국부 변형을 측정할 수 있기 때문에 변형률 및 변형률 속도의 유효한 범위가 인장 시편이 파단될 때까지 확장될 수 있다. 이러한 장점 때문에 연구 및 산업 분야에서 많은 광학 3D 측정 시스템이 도입되고 사용되었지만 기존의 3D 측정 시스템은 측정하기에 너무 비싸고 시간이 많이 소요된다. 또한 장비 크기로 인해 휴대가 불편한 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 스마트 폰을 이용한 2D DIC 측정 방법과 수치 해석 기법을 사용하여 2D 측정 영상 데이터의 오차를 개선한 2D 영상 보정 방법을 수행 하였다. 2D DIC 수정 제안 된 방법의 결과는 3D 측정 장비의 정확도에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 결론적으로, 제안 된 2D DIC 및 보정 방법이 정확하고 신속한 측정 결과를 제공한다는 것이 입증되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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