In this study, thin foil fabrication using Ni/Ni3Al single crystal was performed by cold-rolling. It was found that the cold-rolling behavior was strongly dependent on the initial crystallographic orientation rather than morphology of Ni3Al precipitates. The deformation banding was formed in the case of (100)[001]- and (210)[001]-oriented specimens at 83% reduction in thickness. However, the effects of Ni3Al precipitates morphology on the microstructure evolution of Ni/Ni3Al single crystals during cold-rolling were not so serious comparing with the effects of initial crystallographic orientation. Therefore, it could be concluded that the deformation behavior of Ni/Ni3Al single crystals at serious strain level was strongly dependent on the initial crystallographic orientation rather than the morphology of Ni3Al precipitates, whereas the initial deformation behavior was related to both crystallographic orientation and the morphology of Ni3Al precipitates.
This study reviews dynamic deformation behavior of ultra-fine-grained Al alloys, ultra-fine-grained conventional low carbon steel and dual phase steel and Zr-based amorphous alloys. Dynamic tests were conducted using a Kolsky bar then the test data was analyzed in relation to resultant microstructures, mechanical properties and propensity of adiabatic shear band. In addition, deformed microstructures and fracture surfaces were used to investigate the behavior of both the dynamic deformation and fracture, and adiabatic shear banding. As a result, increasing microstructural homogeneity, strain hardenability and forming multiple shear bands could be a better way to increase the fracture resistance under dynamic loading as the formation of adiabatic shear bands was reduced or prevented.
Shear banding is an evidence of plastic instability that localizes large shear strains in a relatively thin band when a material is plastically deformed. Shear bands have attracted much attention in amorphous metals, because shear bands are the key feature that controls the plastic deformation process. In this article, we review recent advances in understanding of the shear bands in amorphous metals regarding: dislocations versus shear bands, the formation of shear bands, hot versus cold shear bands, and property manipulation by shear band engineering. Although there are many key issues that remain puzzling, the understanding built-up from these approaches will provide a new insight for tailoring shear bands in amorphous metals, which potentially leads to unique property changes as well as improved mechanical properties. Indeed, this effort might open a new era to the future use of amorphous metals as a new menu of engineering materials.
In order to simultaneously enhance the strength and plasticity in nanostructured / ultrafine-grained alloys, a strategy of introducing multiple length scales into microstructure (or called bimodal composite microstructure) has been developed recently. This paper presents a brief overview of the alloy developement and the mechanical behavior of ultrafine-grained Ti-Fe-based alloys with different length-scale phases, i.e., micrometer-sized primary phases (dendrites or eutectic) embedded in an ultrafine-grained eutectic matrix. These ultrafine-grained titanium bimodal composites could be directly obtained through a simple single-step solidification process. The as-prepared composites exhibit superior mechanical properties, including high strength of 2000-2700 MPa, large plasticity up to 15-20% and high specific strength. Plastic deformation of the ultrafine-grained titanium bimodal composites occurs through a combination of dislocation-based slip in the nano-/ultrafine scale matrix and constraint multiple shear banding around the micrometer-sized primary phase. The microstructural charactersitcs associated to the mechanical behaivor have been detailed discussed.
We investigated the cryogenic temperature plasticity of a bulk amorphous alloy. Experiments showed that as temperature decreases, the plasticity of the alloy increases, such that the alloy exhibited ~20% of plastic strain when tested at $-196^{\circ}C$. This enhancement in the plasticity at cryogenic temperatures was associated with the formation of abundant shear bands distributed uniformly over the entire surface of the sample. Nonetheless, the serrations, the characteristic feature of the plastic deformation of amorphous alloys, were unclear at $-196^{\circ}C$. In this study, both the enhanced plasticity and the unclear serrations exhibited by the amorphous alloy at cryogenic temperatures were clarified by exploring shear banding behaviors in the context of the velocity and the viscosity of a propagating shear band.
전단면의 형성과 전단면에 집중되어 국부적으로 발생하는 변형은 지반 구조물의 거동과 안정성에 크게 영향을 미치기 때문에 전단면의 특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 전단면의 형성 및 발달 패턴 등을 실험적으로 규명하기 위하여 입도분포가 다른 세 가지 시료에 대하여 밀도와 구속압 조건을 변화시켜가면서 평면변형률 시험을 수행하였다. 전단 중에 이미지를 촬영하고, 전단 초기에서부터 한계 상태까지 하중 단계에 따라서 이미지 해석을 수행하여 시료 내부의 변형을 측정하였다. 이를 바탕으로 전단면이 발생하기 시작하는 단계를 확인하였고, 이 단계부터 응력 연화 단계를 지나 한계 상태에 이를 때까지의 전단면의 특성을 기울기와 두께의 관점에서 평가하였다. 또한, 두께를 합리적으로 산정하기 위하여 통계적인 해석 절차도 마련하였다.
흙이 변형하는 동안 전단지역 내에서 변형국지화가 자주 관찰된다. 사실상, 그 현상은 예외적이라기보다는 전형적으로 보인다. 개념적으로, 행해진 일의 증가가 음인 경우 변형국지화가 쉽게 발생한다. 이러한 현상을 검증하기 위해서, 본 연구에서는 배수상태의 조밀한 흙, 비배수상태의 느슨한 흙, 비배수전단하의 조밀한 흙에서의 공동화, 비균질한 흙, 판상형의 입자로 된 흙에서의 입자배열, 입자 깨짐을 가지는 흙, 그리고 낮은 함수비나 약한 시멘트결합이 된 흙 등 다양한 흙과 다양한 조건에 대하여 조사를 수행하였다. 이러한 경우들의 각각을 독립적으로 시험할 수 있도록 시료를 제작하였고 실험절차를 구상하였다. 실험결과에 의하면, 최고점후 변형연화거동을 가지는 흙은 변형국지화, 전단대형성, 그리고 점진적 파괴가 되기 쉽다. 응력상태, 흙밀도, 흙입자의 고유적인 역학적$.$지형학적인 특성, 저함수비, 그리고 비균질성이 변형국지화를 일으키는데 공헌을 하였다. 국지화가 가능한 모든 경우들을 고려해 볼 때, 실내시험으로부터 한계상태정수를 결정하는 최선의 방법은 배수전단하의 느슨하고 균일한 포화시료를 사용하는 것으로 나타났다.
우리는 서부 경기육괴의 연변부에 위치한 덕적도에서 야외 지질조사와 암석기재학적 연구를 실시하여, 덕적도에 산출하는 암상을 (1) 흑운모 화강암, (2) 반상 화강암, (3) 압쇄 규암-편암, 그리고 (4) 저변성퇴적암류로 분류하였다. 흑운모 화강암은 섬의 대부분을 차지하고 있으며, 다른 암상들을 관입하고 있다. 덕적도의 동쪽 연변부를 따라 압쇄화된 반상화강암이 소규모로 산출한다. 섬의 북쪽에는 변성퇴적암이 산출하는데, 동쪽 해안가로 압쇄 규암과 편암이 호층구조를 이루고 서쪽으로는 상대적으로 변형의 강도가 약한 저변성퇴적암이 산출한다. 압쇄 규암-편암에서는 강한 파동소광과 아결정화된 석영과 함께 다량의 백운모와 소량의 녹니석 및 흑운모를 관찰할 수 있다. 이러한 광물조합은 변성도가 녹색편암상 또는 흑운모 분대에 해당함을 지시한다. 저변성퇴적암류에는 변성역암, 변성사암, 변성이암, 흑색점판암 등의 다양한 암상이 존재한다. 덕적도는 동쪽 해안으로 갈수록 암석의 종류에 관계없이 파쇄의 정도가 심해지고 일부에서는 석영이 연성전단작용에 의해 유동띠의 형태를 가지는 전단대가 발달한다.
Some experiments were carried out to investigate the effects of freezing and thawing on the strength and strain characteristics of alluvial silty clay under the different temperatures, loading and moisture conditions. The results were as follows; 1. The soil used was proved to be consisted of silty clay with honey-combed structure, and showed higher dilatancy, frost activity and lower stability in natural state. 2. Soil treated with freezing and thawing cycles showed lower compressive strength compared with the non treated, The strength decreased with incement of freezing and thawing cycles. It's shapes of stress-strain curves were flat and did not formulate a peak while the peak strength of higher moisture content soil decreased with the increment of moisture content. It's decrement ratio was most distinctly shown at the first one cycle of freezing and thawing. 3. The cohesion decreased due to freezing and thawing cycles but internal frcition angle was not changed. 4. The liquid limit decreased with increment of freezing and thawing cycles, and became almost constant after three cycles of freezing and thawing. 5. The strength under simple loading at failure mode was appeared to be higher compared with the cyclic loading after freezing and thawing but initial moisture content effect was not observed. 6. Ice lense was not observed within 50% of ice content ratio but observed over 100%. The higher the ice content ratio, the higher the peak strength. As a matter of fact, it seems that an optimum ice content ratio exists for plastic mode and the least compressive strength.
본 연구에서는 현장에서 사용되는 온실 강관의 이음 방법에 대해 휨성능을 평가하고 그 결과를 바탕으로 가장 휨성능이 우수한 이음 방법을 알아보았다. 실험 결과, 모든 실험체는 이음이 없는 실험체 보다 휨성능이 작았다. 그러나 모든 실험체의 최대 휨모멘트는 이음이 없는 실험체 소성모멘트의 1.07~1.3정도로 나타났다. 또한 연결방법에 따른 결과는 연결핀 보다 인발 실험체가 상대적으로 큰 휨성능을 보였다. 현장 이음 방법의 파괴 모드는 연결핀과 강관 끝부분의 응력집중에 의한 국부좌굴이 지배적이었다. 현장시공 시 강관을 절단 후 연결할 경우, 이음 없이 사용하는 것이 가장 우수한 휨성능을 발휘하지만 부득이 강관을 절단할 경우는 연결핀보다는 인발 강관에 직결나사로 고정한 이음 방법(SPJ-F)으로 시공하는 것이 유리할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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