철도 차량에 쓰이는 기존 유입식 형태의 계기용 변압기는 장치 내부에 절연유가 충진 된 형태이므로, 차량 운행 중에 내부 압력이 상승할 수 있는 가능성이 있으며. 그에 따른 폭발위험성이 존재한다. 따라서 폭발 방지를 위해 몰드형 건식 계기용 변압기를 개발 중에 있다. 몰드형 건식 계기용 변압기 개발시 주의 하여야 할 점은 몰드를 구성하는 절연용 에폭시 수지를 주입할 때 권선 코일이 감겨진 코어 주변에 기공이 없어야 한다는 것이다. 이는 몰드 내부의 기공에서 스파크 등의 발생 위험이 있기 때문이다. 몰드 내의 기공 발생 요인으로는, 수지 내에 미세 기공(micro void)이 잔재되어 있는 경우와, 성형 중 함침 구조물의 형태에 따라서 대형 기공(macro void)이 발생할 수 있는 점 등이다. 현재 개발 중인 코어는 변압기 성능 향상을 위해 중공(cavity)이 존재하는 형태이며 점도가 높은 에폭시 주입시 중공 내부에 대형 기공이 갇힐 위험이 있다. 따라서 이번 연구에서는, 몰드 내부에 발생할 수 있는 대형 기공의 형성 과정을 이해하고, 기공 형성 요인을 제거할 수 있는 방안으로, 개선된 성형 조건 적용시 기공 형성 결과를 확인하기 위해, 몰드 충진 과정을 VOF기법을 적용한 자유 표면 유동의 수치해석을 통하여 확인하였다.
고무입자로 강인화된 폴리카보네이트의 강인화 메커니즘을 연구하기 위하여 synchrotron X-선을 이용한 소각 X-선 산란법을 이용하여 실시간으로 변형 과정에서의 폴리카보네이트 내의 micro-void의 생성과 성장과정을 조사하였다. 시료는 직경 $0.3{\mu}m$의 가교화된 아크릴 고무입자로 강인화된 폴리카보네이트이며 wedge test 방식으로 시료에 변형을 가하면서 X-선을 조사하여 산란빔의 세기 변화를 살펴보았다. 변형이 증가함에 따라 산란빔의 세기가 증가하며 이는 폴리카보네이트 매트릭스 내의 micro-void의 생성에 의한 것으로 추정된다. 이러한 micro-void는 폴리카보네이트 매트릭스 내부에 생선된 것으로서 이는 고무입자와 매트릭스간의 계면분리 현상이나 고무입자 내부의 cavitation에 의한 void는 아닌 것으로 추정된다. 이 micro-void는 큰 void들과는 달리 특정한 변형 정도에 이르러 일정한 크기를 갖고 생성되기 시작하며 변형 정도가 증가하여도 그 크기는 증가하지 않고 단지 그 양만이 계속적으로 증가함을 알 수 있다.
A process model including the effects of both the texture development and ductile damage evolution In plane strain rolling is presented. In this process model, anisotropy from deformation texture and deterioration of mechanical properties due to growth of micro voids are directly coupled Into the virtual work expressions for the momentum and mass balances. Special treatments in obtaining the initial values of field variables in the nonlinear simultaneous equations for the anisotropic, dilatant viscoplastic deformation are also given. Mutual effects of the texture development and damage evolution during plate rolling are carefully examined in terms of the distribution of strain components, accumulated damage, R-value as well as yield surfaces.
A finite element analysis model is suggested for analysis of forming process of milli structure whose size is from a few hundreds ${\mu}m$ to a few mm. In this paper, finite element formulation which assemble crystal plasticity theory considering texture development with damage mechanics is developed, since orientation development and growth of micro voids became the primary factors for deformation aspects in large deformation of milli structure. Applying to, extremely, extrusion process of single crystal and extrusion/drawing process of polycrystal milli-size bar, extrusion force, preferred orientation, and damage evolution are examined to understand the characteristics of deformation of milii-size bar.
Three-dimensional graphic objects created by MATLAB are exported to the AUTOCAD program through the MATLAB handle functions. The imported SAT format files are used to produce the finite element mesh for MSC.PATRAN. Based on the Monte-Carlo random sample principle, the material heterogeneity of cement composites with randomly distributed fibers is described by the WEIBULL distribution function. In this paper, a concept called "soft region" including micro-defects, micro-voids, etc. is put forward for the simulation of crack propagation in fiber-reinforced cement composites. The performance of the numerical model is demonstrated by several examples involving crack initiation and growth in the composites under three-dimensional stress conditions: tensile loading; compressive loading and crack growth along a bimaterial interface.
Finite element simulation is an alternative method to practically find the forming limit diagram(FLD). In this paper, the novel fracture criterion is utilized to predict the FLD in conjunction with finite element analysis for sheet forming. The principal scheme of the fracture criterion in this paper is that growth of the micro voids leads up to fracture in the viewpoint of micro-mechanics. The numerical FLD is verified by results of the out-of plane stretching test using hemispherical punch. The verification is also conducted about two types of material. These results are in good accord with the experimental results. Especially, the proposed scheme is appropriate to predict FLDs for a restricted material with low ductility after the instability point or ultimate tensile strength.
Grouting internally with grout materials can repair the micro-cracks and micro-voids of construction joints more efficiently than injecting grouts from the surface of cracks. A new internal grouting method using perforated bundled-cables was developed in this study to enhance the structural integrity of the construction joints. The extensive experiments were performed to examine the mechanical behavior of construction joints which are repaired internally by the developed method. The tests were conducted for rectangular-shaped box wall structures and straight wall structures. The strength and permeability tests at grouted construction joints were conducted to evaluate the structural behavior of repaired construction joints. The present study indicates that the internal grouting method developed in this study enhances greatly the performance of construction joints and may be efficiently used for the leak-tight integrity of construction joints in concrete structures.
Brazing fitting which is one of the aircraft hydraulic power system components is widely used for saving weight and achieving higher reliability. Any inherent defects or damage of fitting can cause system failure and/or physical damage of human body due to highly pressurized fluid. Radiographic testing(RT) technique and additional micro-structure investigation on cut-away surfaces have been accomplished to find out some defect-like-inhomogeneity in the fittings. The radiography results showed that some defect-like-inhomogeneity existed inside body. Additional micro-structure investigation on cut-away surface reveals that the inhomogeneity is due to internal voids. In this study, it can be is said that RT technique can be a useful tool for field acceptance test of hydraulic brazing fitting in short time.
최근 개발된 bulk-fill 복합레진에 대한 연구가 많이 이루어지고 있지만 소아환자 치료에 사용할 수 있는 적절한 재료인지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 유구치의 2급 와동에서 bulk-fill 복합레진과 전통적 복합레진의 와동 적합성을 비교 평가하는 것이다. 발치 된 80개의 유구치의 근심 또는 원심에 2급 와동을 형성한 후 4개의 군으로 무작위로 나누었다. 대조군은 전통적 복합레진인 Filtek$^{TM}$ Z-350 XT(FZ)으로 수복하고 나머지 3개의 군은 bulk-fill 복합레진인 Filtek$^{TM}$ Bulk Fill Posterior Restorative(FB), Tetric N-Ceram$^{(R)}$ BulkFill(TNC)과 Filtek$^{TM}$ Bulk Fill Flowable Restorative(FBF)으로 수복하였다. 모든 시편을 열순환 시행한 후 50% 질산은($AgNO_3$)용액에 침적시켰다. Micro-CT를 이용하여 전체 질산은의 침투 부피와 치경부의 변연누출 정도를 측정하였고 기포의 개수, 크기, 위치를 평가하였다. 질산은의 침투 부피에서 FB가 FZ보다 유의하게 낮은 값을 보였고(p < 0.05), TNC와 FBF는 FZ와 비슷한 값을 보였다. 치경부 부분의 변연누출 정도는 FBF가 FZ와 FB보다 유의하게 낮은 값을 보였다(p < 0.05). 기포의 개수와 크기는 4개 군 모두 유의한 차이가 없었으나 기포의 위치는 전통적 복합레진에서는 전체 기포의 83.3%가 수복물 내부에 분포하였고, bulk-fill 복합레진에서는 치은축면 선각에 많이 분포하였다. 유구치 2급 와동에서 bulk-fill 복합레진과 전통적 복합레진의 와동에 대한 적합성은 유사한 결과를 보여주었다. 따라서 소아의 치아우식증 수복치료 시 bulk-fill 복합레진이 유용하게 사용될 수 있을 것으로 보인다.
최근 대형 복합재료 구조물 성형에 적합한 공정으로 주목받는 vacuum assisted RTM (VARTM) 공정에 있어, 보강섬유의 조직 내부에 잔류하는 공기를 제거하여 기공함유율을 낮추는 기술의 중요성이 인식되고 있다. 거대기공 혹은 불완전 함침영역은 부적절한 주입구 및 공기배출구의 위치, 혹은 금형의 형상에 의해 발생한다. 미세기공은 불균일한 수지 유동선단의 속도로 인해 유동선단 부분에서 집중적으로 형성되며, 금형충전 공정 도중 수지와 함께 이동한다. 성형이 완료된 제품내의 잔류 기공들은 완성품의 물리적 성질을 저하 및 제품의 파손을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 VARTM 공정에서의 기공의 형성 및 이동을 해석할 수 있는 통합된 거시적/미시적 해석 방법을 개발하였다. 수치해석 프로그램을 개발하여 VARTM 공정에서의 3차원 수지 유동을 해석하였으며, 그에 따른 거대기공 및 미세기공의 분포를 예측하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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