Since the linear elastic fracture analysis has been proved to be insufficient in predicting the failure of strain hardening materials, a number of fracture concepts have been studied which remain applicable in the presence of plasticity near a crack tip. This work thereby presents a new finite element model to predict the elastic-plastic crack-tip field and fatigue life of center-cracked panels(CCP) with ductile fracture under large-scale yielding conditions. Also, this study has been carried out to investigate the path-dependence of J-integral within the plastic zone for elastic-perfectly plastic, bilinear elastic-plastic, and nonlinear elastic-plastic materials. Based on the incremental theory of plasticity, the p-version finite element is employed to account for the accurate values of J-integral, the most dominant fracture parameter, and the shape of plastic zone near a crack tip by using the J-integral method. To predict the fatigue life, the conventional Paris law has been modified by substituting the range of J-value denoted by ${\Delta}J$ for ${\Delta}K$. The experimental fatigue test is conducted with five CCP specimens to validate the accuracy of the proposed model. It is noted that the relationship between the crack length a and ${\Delta}K$ in LEFM analysis shows a strong linearity, on the other hand, the nonlinear relationship between a and ${\Delta}J$ is detected in EPFM analysis. Therefore, this trend will be depended especially in the case of large scale yielding. The numerical results by the proposed model are compared with the theoretical solutions in literatures, experimental results, and the numerical solutions by the conventional h-version of the finite element method.
Park, Sang-Joon;Lee, Heung-Soon;Hwang, In-Chan;Son, Jong-Yeog;Kim, Hyung-Jun
한국재료학회:학술대회논문집
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한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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pp.24.2-24.2
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2009
Nanostuctures such as nanodot and nanowire have been extensively studied as building blocks for nanoscale devices. However, the direct growth of the nanostuctures at the desired position is one of the most important requirements for realization of the practical devices with high integrity. Self-assembled nanotemplate is one of viable methods to produce highly-ordered nanostructures because it exhibits the highly ordered nanometer-sized pattern without resorting to lithography techniques. And selective epitaxial growth (SEG) can be a proper method for nanostructure fabrication because selective growth on the patterned openings obtained from nanotemplate can be a proper direction to achieve high level of control and reproducibility of nanostructucture fabrication. Especially, SiGe has led to the development of semiconductor devices in which the band structure is varied by the composition and strain distribution, and nanostructures of SiGe has represented new class of devices such nanowire metal-oxide-semiconductor field-effect transistors and photovoltaics. So, in this study, various shaped SiGe nanostructures were selectively grown on Si substrate through ultrahigh vacuum chemical vapor deposition (UHV-CVD) of SiGe on the hexagonally arranged Si openings obtained using nanotemplates. We adopted two types of nanotemplates in this study; anodic aluminum oxide (AAO) and diblock copolymer of PS-b-PMMA. Well ordered and various shaped nanostructure of SiGe, nanodots and nanowire, were fabricated on Si openings by combining SEG of SiGe to self-assembled nanotemplates. Nanostructure fabrication method adopted in this study will open up the easy way to produce the integrated nanoelectronic device arrays using the well ordered nano-building blocks obtained from the combination of SEG and self-assembled nanotemplates.
Fe-based amorphous coatings were fabricated on a soda-lime glass substrate by the vacuum kinetic spray method. The effect of the gas flow rate, which determines particle velocity, on the deposition behavior of the particle and microstructure of the resultant films was investigated. The as-fabricated microstructure of the film was studied by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). Although the activation energy for transformation from the amorphous phase to crystalline phase was lowered by severe plastic deformation and particle fracturing under a high strain rate, the crystalline phases could not be found in the coating layer. Incompletely fractured and small fragments 100~300 nm in size, which are smaller than initial feedstock material, were found on the coating surface and inside of the coating. Also, some pores and voids occurred between particle-particle interfaces. In the case of brittle Fe-based amorphous alloy, particles fail in fragmentation fracture mode through initiation and propagation of the numerous small cracks rather than shear fracture mode under compressive stress. It could be deduced that amorphous alloy underwent particle fracturing in a vacuum kinetic spray process. Also, it is considered that surface energy caused by the formation of new surfaces and friction energy contributed to the bonding of fragments.
천연 물질로 지용성인 뉴질랜드산 차나무 정유(Manuka oil), 그 구성 성분인 $\alpha$-pinene, Oxy’less clear, 수용성인 자몽 종자 추출물(Citrex) 및 그 구성성분인 R-limonene의 항균력 을 측정 평가하여 항균력을 보다 향상시키고 광범위하게 사용할 수 있는 방부제의 처방을 제안하였다. 항균력 측정에는 disk diffusion법이 사용되었으며, 균주로는 그람 음성균인 Escherichia coli와 그람 양성균인 Staphylococcus aureus을 사용하였다. Manuka oil과 $\alpha$-pinene은 항균력이 10${\mu}\ell$/paper disk일 때에는 큰 차이가 없었으나 2${\mu}\ell$/paper disk이하의 소량의 시료에서는 Manuka oil이 $\alpha$-pinene에 비해 월등하게 우수하였다. Citrex가 R-limonene보다 두 균주에 대하여 항균력이 모든 농도에서 우수한 성능을 보였다 Oxy’less clear은 두 균주에 대하여 모든 농도에서 파라벤류 propyl para hydroxybenzoate(PPHB)나 R-limonene보다는 항균효과가 우수하며 $\alpha$-pinene과는 비슷하게 나타났고, Manuka oil과 Citrex보다 약간 낮게 나타났다. 이상을 종합해 본 결과 Manuka oil과 Citrex가 다른 물질들에 비해 항균력이 가장 우수한 것으로 나타났다. 항균력이 우수한 지용성 물질 Manuka oil과 확산도가 큰 수용성 물질 Citrex를 적절히 혼합하여 항균력을 향상시키고 광범위하게 사용할 수 있는 이상적인 혼합비(Manuka oil : Citrex)를 구하였는데 Escherichia coli에 대해서는 75 : 25이었고 Staphylococcusureus에 대해서는 25 : 75 이었다.
장내 상주균이며 probiotics로 활용되고 있는 Bifidobacterium에 대한 항생제 내성분포를 분석하였다. 분석된 93개의 Bifidobacterium이 chlolurnphenicol, rifampicin, erythromycin에 대해서는 감수성을 갖고 있었고, aminoglycoside계 항생제, nalidixic acid와 vancomycin에 내성을 갖는 것으로 나타났다. 그리고 vancomycin의 MIC가 $100\;{\mu}g/mL$ 이상인 균이 전체 균주 중 34%를 차지했다. Tetracycline, erythromycin, penicillin에 대한 내성은 매우 다양하게 나타났다. ${\beta}-lactam$계 항생제인 penicillin G와 cephalothin은 10년보다 더 내성이 높아졌음을 알 수 있었고, ampicillin, amoxicillin, tetracycline은 항생제 농도가 점차 증가하고 있는 것으로 보인다. 인체유래 분리균과 유산균식품 분리균의 항생제 내성은 대부분 비슷한 특성을 보였으나 유산균식품 분리 균주중 vancomycin의 MIC가 $100\;{\mu}g/mL$ 이상인 균주가 약 20%가 되는 것으로 나타났다. 따라서 새로운 probiotics를 개발하기 위해서는 이러한 항생제 내성 특성을 분석하고 항생제 내성 위해성에 대한 검증이 필요한 것으로 보인다.
In recent years, the study of metal matrix composite has increased specially, aluminum alloy, research and development are briskly progress to find new metal matrix composite. this study is following the this purpose; This study is used metal matrix composite that was produced by matrix, AC4CH. and reinforcement $A_{18}B_4O_{33}$ metal matrix composite to add $Al_2O_3,\;TiO_2$ for strengthen of binding together among the Whisker. Each Metal matrix composite is produced using the squeeze casting method. Fracture tounghness test was in accordance with the provisions of ASTM E399; Specimen was produced half-size CT specimen W=25mm, B=12.5mm, Cross head speed 0.05mm/min in room temperature. The plane strain fracture toughness $K_{IC}$ is $8.7MPa-m^{0.5}$ for $Al_{18}B_4O_{33}$/AC4CH., $9.28MPa-m^{0.5}$ for $Al_{18}B_4O_{33}$/AC4CH added $TiO_2$. and $Al_2O_3$ but AC4CH alloy was violated the critical stipulated by ASTM standard for a valid measurement of $K_{IC}$. In case of, it was performed $I_{IC}$ test instead of $K_{IC}$ based on ASTM E 1820
콘크리트의 구성모델은 많은 연구를 통해 부재의 비선형 거동을 합리적으로 예측할 수 있도록 여러 모델이 개발되어 왔고 철근의 구성모델은 철근과 콘크리트의 부착 효과에 따른 인장 강화 현상을 반영한 모델이 연구되고 있지만 완전탄소성이나 이선형 변형도 경화 모델이 일반적으로 사용되고 있다. 코어 벽체로 활용하기 위해 개발하고 있는 복합 PC 패널의 반복가력 실험을 통해 길이 방향 철근의 좌굴에 의해 비선형 거동이 발생하였음을 확인하였다. 이 연구에서는 이와 같은 비선형 거동을 해석적으로 모사하기 위해 철근의 매입과 좌굴의 영향을 고려할 수 있는 구성모델들을 조사하였고 이 구성모델들을 재구성하여 새로운 모델을 제시하였다. 또한 제시한 모델의 타당성을 검증하기 위해 해석결과를 콘크리트 벽체와 복합 PC 패널 실험결과와 비교하였다. 철근의 매입 효과만 고려된 모델을 사용한 해석결과는 항복 이후 하중의 감소 없이 변형이 증가하는 거동을 예측하고 있지만, 제안 모델은 항복 이후 하중의 감소를 표현할 수 있어 콘크리트 패널의 거동을 예상하는 재료 모델로 활용할 수 있을 것으로 확인되었다.
Xylan를 기질로 직접 alcohol 발효를 목적으로 각종 토양을 균원시료로 하여 xyla를 분해, 자화하는 효모를 분리하여 동정하고 몇 가지 중요한 성질을 조사하였다. Xylanase를 생산하는 XB-33 효모는 Cryptococcus ater 유연균으로 동정되었다. XB-33 균주의 xylanase 생성은 xylan에 의해 induction되고 xylose나 glucose에 의해서는 repression되었다. 또한 xylan 농도는 1% 수준에서 가장 높았으며, 배양일수 6일째 그 황성이 최고치를 나타내었다. XB-33 균주가 생성 분비하는 xylanase를 DEAE-Sephadex A50으로 colum chromatography 하여 부분 정제한 후 이의 생화학적 특성을 검토한 결과 xylanase의 최적작용 pH는 5.0, 최적 온도는 5$0^{\circ}C$였으며 pH 5.0~7.0에서와 온도 6$0^{\circ}C$ 이하에서 의 효소활성은 비교적 안정하였고 xylan에 대한 xylanase의 작용양상을 조사하기 위해 TLC한 결과 최종산물로서 xylose가 확인되었다. 그리고 xylanase의 xylan에 대한 Km치는 20(mg/ml)이었다.
Lactic acid bacteria (LAB) with antimicrobial activity and high exopolysaccharide (EPS) production ability isolated from sourdough were studied for their fermentation characteristics as potential new starter cultures. The values of pH, titratable acidity, and viable cell counts were $4.06{\pm}0.009-4.50{\pm}0.015,\;0.787{\pm}0.020%-1.172{\pm}0.018%,\;and\;8.78{\pm}0.08-8.98{\pm}0.06$ log CFU/ml, respectively. In order to select probiotics with a high survival rate in the gut, isolates were tested to assess resistance against the artificial gastric acid and bile juice. Viable LAB counts were significantly (p<0.05) affected by the acidity. At pH 2.0, the total declines in the initial bacterial counts were 4.52$\pm$0.07 log for S. thermophilus St-Body-1, >7.98$\pm$0.03 log for E. flavescens DU-10, >7.95$\pm$0.05 log for E. faecium DU-12, and 3.15$\pm$0.06 log for L. amylovorus DU-21. Among the strains, L. amylovorus DU-21 was the only strain that had bile tolerance under simulated gastrointestinal conditions. In order to improve EPS production by L. amylovorus DU-21, the influence of carbon source was studied. When glucose was used as a carbon source, EPS production dramatically increased to 17.19$\pm$0.28 g/l (p<0.05). The maximum cell growth (10.012$\pm$>0.012 log CFU/ml) and EPS production (18.71$\pm$0.19 g/l) were achieved when 15 g/l of glucose was employed as the carbon source.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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