In the powder compact melting technique, proper precursor fabrication is very important because density distribution after foaming and foamability are determined during precursor fabrication process. The fabrication of the precursor has to be performed very carefully because any residual porosity or other defects will lead to poor results in further processing. In order to evaluate the effect of the compaction parameters on the kinetics of the foaming process, a series of experiments were performed. In this study, aluminium foams with a closed cell structure were fabricated by using both the powder compact method and the induction heating process. A proper induction coil was designed to obtain a uniform temperature distribution over the entire cross sectional area of precursor. To establish the foamable precursor fabrication conditions, effects of process parameters such as the titanium hydride content (0.3∼1.5 wt.%), pressing pressure of the foamable precursor (50∼150kN) on the pore morphology were investigated.
Ellendt, N.;Uhlenwinkel, V.;Stelling, O.;Irretier, A.;Kessler, O.
한국분말야금학회:학술대회논문집
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한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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pp.231-232
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2006
Aluminum Alloys with a content of 22 wt.-% $Mg_2Si$ were spray formed. This alloy features by a low density and is therefore a superior material for leightweight applications. The main problem in spray forming of this type of alloy was the occurance of high porosities. First process optimizations have been performed to decrease porosity under a certain level, so that it can be closed by an extrusion process
In this paper, buckling and free vibration of imperfect, functionally graded beams, including porosities, are investigated, using a higher order shear strain theory. Due to defects during the manufacturing process, micro porosities may appear in the material, hence the appearance of this imperfection in the structure. The material properties of the beams are assumed to vary regularly, with power and sigmoid law, in the direction of thickness. A novel porosity distribution affecting the functionally graded volume fraction is presented. For the compact formulation used for cementite-based materials and already used in P-FGM, we have adapted it for the distribution of S-FGM. The equations of motion in the FG beam are derived using Hamilton's principle. The boundary conditions for beam FG are assumed to be simply supported. Navier's solution is used to obtain the closed form solutions of the FG beam. The numerical results of this work are compared with those of other published research to verify accuracy and reliability. The comparisons of different shear shape functions, the influence of porosity, thickness and inhomogeneity parameters on buckling and free vibration of the FG beam are all discussed. It is established that the present work is more precise than certain theories developed previously.
This analyzed a Young's modulus (E), a thermal expansion coefficient (TEC, ${\beta}$) and a thermal conductivity (${\kappa}$) of the material with simple cubic particulate inclusion using two model structures: a parallel structure and a series structure of laminated layers. The derived ${\beta}$ equations were applied to calculate the ${\beta}$ value of the W-MgO system. The accuracy was higher for the series model structure than for the parallel model structure. Young's moduli ($E_c$) of sintered porous alumina compacts were theoretically related to the development of neck growth of grain boundary between sintered two particles and expressed as a function of porosity. The series structure model with cubic pores explained well the increased tendency of $E_c$ with neck growth rather than the parallel structure model. The thermal conductivity of the three phase system of alumina-mullite-pore was calculated by a theoretical equation developed in this research group, and compared with the experimental results. The pores in the sintered composite were treated as one phase. The measured thermal conductivity of the composite with 0.5-25% porosity (open and closed pores) was in accordance with the theoretical prediction based on the parallel structure model.
The paper aims to analyze the behaviour of torsional type surface waves propagating through fluid saturated inhomogeneous porous media clamped between two inhomogeneous anisotropic media. We considered three types of inhomogeneities in upper anisotropic layer which varies exponentially, quadratically and hyperbolically with depth. The anisotropic half space inhomogeneity varies linearly with depth and intermediate layer is taken as inhomogeneous fluid saturated porous media with sinusoidal variation. Following Biot, the dispersion equation has been derived in a closed form which contains Whittaker's function and its derivative, for approximate result that have been expanded asymptotically up to second term. Possible particular cases have been established which are in perfect agreement with standard results and observe that when one of the upper layer vanishes and other layer is homogeneous isotropic over a homogeneous half space, the velocity of torsional type surface waves coincides with that of classical Love type wave. Comparative study has been made to identify the effects of various dimensionless parameters viz. inhomogeneity parameters, anisotropy parameters, porosity parameter, and initial stress parameters on the torsional wave propagation by means of graphs using MATLAB. The study has its own relevance in connection with the propagation of seismic waves in the earth where fluid saturated poroelastic layer is present.
$Al_2O_3$ foam is an important engineering material because of its exceptional high-temperature stability, low thermal conductivity, good wear resistance, and stability in hostile chemical environment. In this work, $Al_2O_3$ foams were designed to control the microstructure, porosity, and cell size by varying different parameters such as the amount of amphiphile, solid loading, and stirring speed. Particle stabilized direct foaming technique was used and the $Al_2O_3$ particles were partially hydrophobized upon the adsorption of valeric acid on particles surface. The foam stability was drastically improved when these particles were irreversibly adsorbed at the air/water interface. However, there is still considerable ambiguity with regard to the effect of process parameters on the microstructure of particle-stabilized foam. In this study, the $Al_2O_3$ foam with open and closed-cell structure, cell size ranging from $20{\mu}m$ to $300{\mu}m$ having single strut wall and porosity from 75% to 93% were successfully fabricated by sintering at $1600^{\circ}C$ for 2 h in air.
This research investigates the free vibration of porous advanced composite plates resting on Winkler/Pasternak/ Kerr foundations by using a new hyperbolic quasi three dimensional (quasi-3D) shear deformation theory. The present theory, which does not require shear correction factor, accounts for shear deformation and thickness stretching effects by parabolic variation of all displacements across the thickness, and satisfies the stress-free boundary conditions on the upper and lower surfaces of the plate. In this work, we consider imperfect FG plates with porosities embedded within elastic Winkler, Pasternak or Kerr foundations. Implementing an analytical approach, the obtained governing equations from Hamilton's principle according to FG plates are derived. The closed form solutions are obtained by using Navier technique, and natural frequencies of FG plates are found, for simply supported plates, by solving the results of eigenvalue problems. A comprehensive parametric study is presented to evaluate effects of the geometry of material, mode numbers, porosity volume fraction, Power-law index and stiffness of foundations parameters on free vibration characteristics of FG plates.
이 연구에서는 수리모형실험을 통해 유수실 상부 덮개가 유공 케이슨 방파제 전면벽 및 후면벽에서의 파압에 미치는 영향을 고찰하였다. 수리모형실험은 유공 케이슨의 유수실 상부 덮개가 있는 경우 및 없는 경우에 대해서 전면벽 유공률을 변화시키면서 이루어졌다. 유수실 상부가 덮개로 막혀 있을 때에는 모든 실험 조건에서 유의미하게 더 큰 파압이 취득되었으며 따라서 유수실 상부 덮개 존재에 따른 두 벽에서의 계측 파압 차이는 매우 뚜렷하게 나타났다. 그 결과 계측 파압을 적분하여 계산된 전파력의 크기 역시 상부 덮개가 있는 케이슨 방파제의 경우가 더 컸으며, 이 경우 잘 알려진 Takahashi의 파압식에 근거한 파력값을 상회하였다. 한편, 전면벽 유공률에 따라서는 방파제 전면벽 및 후면벽에서 모두 유공률이 클수록 더 큰 파압이 계측되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권5호
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pp.1037-1049
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2001
Considerable interest has evolved in the flow of non-Newtonian fluids in channels of noncircular cross section in compact heat exchanges. Analytical solution was developed for prediction of the flow rate and maximum velocity in steady laminar flow of any incompressible, time-independent non-Newtonian fluids in straight closed and open channels of arbitrary, but axially unchanging cross section. The geometric parameters and function of shear describing the behavior of the fluid model were evaluated for fluid flow among a bundle of rods arranged in triangular and square array. Numerical values of dimensionless maximum velocities, mean velocities, pressure-drop-flow parameters and friction factors were evaluated as a function of porosity and pitch-to-radius ratio.
Induction heating process is one of the most efficient heating process in terms of temperature control accuracy and heating time saving. In the past study, fabrication process of cellular 6061 alloys by powder metallurgical route and induction heating process was studied. To supplement the framing conditions that studied in past study, effect of induction heating capacity and holding time at foaming temperature were investigated. Under the achieved framing conditions, teamed 6061 alloys were fabricated for variation of foaming temperature, and porosities(%)-foaming temperature curves were obtained by try-error experimental method. Uniaxial compression tests were performed to investigate the relationship between porosities(%) and stress-strain curves of framed 6061 alloy. Also, energy absorption capacity and efficiency were calculated from stress-strain curves to investigated. Moreover, dependence of plateau stress on strain rate was investigated in case of cellular 6061 alloy with low porosities(%)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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