• 대한기계학회논문집A
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• 제21권8호
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• pp.1291-1297
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• 1997

Elastic-plastic finite element(FE) simulation was performed for polycrystalline solids subjected to plane strain tensile loading. Using Asaro's double slip crystal plasticity model, the polycrystalline solids were modeled by assigning different initial slip directions to each grain. From the FE calculations, the microscopic deformation characteristics of polycrystalline solids were analyzed. Moreover, the effect of grain size and grain boundaries on the deformation characteristics were clarified.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.39-44
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• 2011

마이크로 스케일에서 다결정 재료의 소성 거동을 살펴볼 때, 결정의 geometrically necessary dislocation(GND) 효과에 의한 소성 구배(plastic gradient)를 고려하는 것은 재료의 소성 거동에 큰 영향을 줄 수 있다. 이러한 영향을 확인하기 위하여, 본 연구에서는 소성 구배의 영향을 고려한 다결정 고체(polycrystalline solids)의 거동을 유한요소해석을 이용하여 살펴보았다. 소성 구배의 영향을 살펴보기 위해 구배 경화 계수(gradient hardness coefficient)와 먼 거리 변형률에 대한 재료 길이 변수 (material length parameter)가 사용되었다. 재료 길이 변수에 의한 영향을 확인하기 위해, 재료 길이 변수의 차이에 따른 다결정 고체의 거동을 분석하였다. 또한 소성 구배 효과의 고려 및 재료 길이 변수에 따른 다결정 고체 내부에 위치한 단결정이 받는 영향을 살펴보았다. 재료 길이 변수에 따라 결정이 받는 영향을 비교하여, GND에 의한 다결정 고체 거동의 영향을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.531-534
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• 2006

A multi-scale (macro-micro) finite element framework for analysis of polycrystalline solids is suggested. The proposed frame work is strongly-coupled in a sense that the two scale calculation is performed at the same time. The issue of averaging micro-scale material stress and stiffness is addressed and a strategy is proposed. The proposed framework is implemented and applied to two examples having different geometries and loading modes. It is concluded that the proposed multi-scale framework can be used for more detailed and accurate analysis compared with the single-scale finite element analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.185-191
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• 2011

재료의 마이크로 스케일 해석에서 결정의 geometrically necessary dislocation(GND) 효과에 의한 소성 구배(plastic gradient)의 고려는 재료의 소성 거동에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 먼 거리(long range) 전위(dislocation)의 영향(또는 GND 효과)을 고려하여 소성 구배의 영향을 받는 다결정 고체(polycrystalline solids)의 거동을 유한요소해석을 이용하여 살펴보았다. 탄성(elastic)과 소성(plastic) 변형에 추가적으로 먼 거리 변형률(long range strain)을 고려한 항(term)이 포함된 변형 구배(deformation gradient)의 multiplicative decomposition 모델을 기반으로 하여 소성 구배 효과를 해석 모델에 포함하였다. 먼 거리 변형률에 의한 영향을 살펴보기 위해 구배 경화 계수(gradient hardness coefficient)와 먼거리 변형률 길이에 대한 재료 변수(parameter)가 사용되었다. 각각의 계수들이 다결정 고체의 거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 두 변수의 적용에 따른 다결정 고체의 거동을 분석하였다. 단결정 및 다결정 재료의 GND 효과에 의한 소성 구배를 고려해서, 고려하지 않은 경우와 비교하여 발생하는 경화(hardening)의 차이를 분석함으로서 GND의 다결정 고체 거동의 영향을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.257-260
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• 2011

마이크로 스케일에서 다결정 재료의 소성 거동을 살펴볼 때, 결정의 geometrically necessary dislocation(GND) 효과에 의한 소성 구배(plastic gradient)의 고려는 재료의 소성 거동에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 소성 구배의 영향을 살펴보기 위하여 다결정 고체(polycrystalline solids)의 거동을 유한요소해석을 이용하여 살펴보았다. 소성 구배의 영향을 살펴보기 위하여 구배 경화 계수(gradient hardness coefficient)와 먼 거리 변형률에 대한 재료 길이 변수(material length parameter)가 사용되었다. 재료 길이 변수의 영향을 살펴보기 위해, 재료 길이 변수의 차이에 따른 다결정 고체의 거동을 분석하였다. 또한 소성 구배 효과의 고려와 재료 길이 변수의 변화에 따라서 다결정 고체 내부에 위치한 단결정이 받는 영향을 살펴보았다. 재료 길이 변수에 따라 결정이 받는 영향을 비교하여, GND에 의한 다결정 고체 거동의 영향을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.9-16
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• 2011

다상 재료는 상(phase) 분포 상태에 의해 그 특성이 다르기 때문에 상 분포에 따른 재료의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 미세구조의 상 분포 특성을 묘사할 수 있는 확률 분포 함수를 사용하여 등방성/이방성 미세구조의 상분포 상태를 표현하는 방법을 살펴보았다. 다양한 상 분포를 가진 미세구조들에 유한요소해석 기법을 적용하여 미세구조의 역학적인 거동을 분석함으로서, 상 군집의 분포 상태에 따른 재료의 강도 및 특성의 변화를 살펴보았다. 이를 통해 상 군집의 위상에 의한 재료 강도의 영향 및 군집 크기가 커질수록 강도가 낮아지는 현상을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.31-37
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• 2011

다상 재료는 상(phase) 분포의 차이에 따라 재료의 특성이 다르기 때문에 상 분포 상태의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 확률 분포 함수를 사용하여 미세구조의 상 분포 상태를 나타내고, 이를 사용한 미세구조 재구성 방법을 이용해서 특정 2상 미세구조와 통계적으로 유사한 상 분포를 가진 미세구조를 생성하여 기존의 미세구조와 재구성된 미세구조의 특성을 비교하였다. 그리고 서로 다른 임의의 상 분포를 가진 미세구조들에 유한요소해석 기법을 적용하여 서로 다른 하중 방향에 대한 미세구조의 역학적 거동을 분석하였다. 이를 통해, 미세구조 재구성 방법을 사용하여, 제한된 정보만을 이용해서 통계적으로 유사한 특성을 나타내는 미세구조를 모델링 할 수 있음을 확인하였고, 확률 분포 함수와 미세구조의 역학적 거동이 방향에 따라 동일함을 통하여 재생성 된 재료의 등방성을 확인하였다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권2호
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• pp.155-164
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• 2011

The lattice strain evolution within polycrystalline solids is influenced by the crystal orientation and grain interaction. For multi-phase polycrystals, due to potential large differences in properties of each phase, lattice strains are even more strongly influenced by grain interaction compared with single phase polycrystals. In this research, the effects of the grain interaction and crystal orientation on the lattice strain evolution in a two-phase polycrystals are investigated. Duplex steel of austenite and ferrite phases with equal volume fraction is selected for the analysis, of which grain arrangement sensitivity is confirmed in the literature through both experiment and simulation (Hedstr$\ddot{o}$m et al. 2010). Analysis on the grain interaction is performed using the results obtained from the finite element calculation based on the model of restricted slip within crystallographic planes. The dependence of lattice strain on grain interactions as well as crystal orientation is confirmed and motivated the need for more in-depth analysis.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.542-545
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• 2010

재료의 마이크로 스케일 해석에서 결정의 geometrically necessary dislocation (GND) 효과에 의한 소성구배(plastic gradient)를 고려하는 것은 재료의 소성 거동을 분석하는데 영향을 미친다. 본 연구에서는 먼거리(long range)에서 전위(dislocation)의 영향을 고려하는 GND의 효과를 적용하여 소성 구배의 영향을 받는 다결정(polycrystal) 고체의 거동을 유한요소해석을 이용하여 살펴보았다. 재료의 거동을 분석하기 위해 탄성(elastic)과 소성(plastic) 변형에 먼 거리 변형률(long range strain)을 고려한 항(term)이 포함된 변형 구배(deformation gradient)의 multiplicative decomposition 모델을 사용하였다. 먼 거리 변형률에 의한 영향을 고려하기 위해 구배 경화 계수(gradient hardness coefficient)와 먼 거리 변형률 길이에 대한 재료변수(parameter)가 사용되었다. 각각의 계수들이 다결정 고체의 거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 두 변수의 적용에 따른 다결정 고체의 거동을 분석하였다. 다결정 재료의 GND 효과에 의한 소성 구배 효과를 고려해서, 고려하지 않은 경우와 비교하여 발생하는 경화(hardening)의 차이를 분석함으로서 GND에 의한 다결정 고체 거동의 영향을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.842-848
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• 2013

Developments of Solid-State Gyroscopy during last decades are impressive and were based on thin-walled shell resonators like HRG or CRG made from fused quartz or leuko-sapphire. However, a number of design choices for inertial-grade gyroscopes, which can be used for high-g applications and for mass- or middle-scale production, is still very limited. So, considerations of fundamental physical effects in solids that can be used for development of a miniature, completely solid-state, and lower-cost sensor look urgent. There is a variety of different types of bulk acoustic (elastic) waves (BAW) in anisotropic solids. Shear waves with different variants of their polarization have to be studied especially carefully, because shear sounds in glasses and crystals are sensitive to a turn of the solid as a whole, and, so, they can be used for development of gyroscopic sensors. For an isotropic medium (for a glass or a fine polycrystalline body), classic Lame's theorem (so-called, a general solution of Elasticity Theory or Green-Lame's representation) has been modified for enough general case: an elastic medium rotated about an arbitrary set of axes. Travelling, standing, and mixed shear waves propagating in an infinite isotopic medium (or between a pair of parallel reflecting surfaces) have been considered too. An analogy with classic Foucault's pendulum has been underlined for the effect of a turn of a polarizational plane (i.e., an integration effect for an input angular rate) due to a medium's turn about the axis of the wave propagation. These cases demonstrate a whole-angle regime of gyroscopic operation. Single-crystals are anisotropic media, and, therefore, to reflect influence of the crystal's rotation, classic Christoffel-Green's tensors have been modified. Cases of acoustic axes corresponding to equal velocities for a pair of the pure-transverse (shear) waves have of an evident applied interest. For such a special direction in a crystal, different polarizations of waves are possible, and the gyroscopic effect of "polarizational precession" can be observed like for a glass. Naturally, formation of a wave pattern in a massive elastic body is much more complex due to reflections from its boundaries. Some of these complexities can be eliminated. However, a non-homogeneity has a fundamental nature for any amorphous medium due to its thermodynamically-unstable micro-structure, having fluctuations of the rapidly-frozen liquid. For single-crystalline structures, blockness (walls of dislocations) plays a similar role. Physical nature and kinematic particularities of several typical "drifts" in polarizational BAW gyros (P-BAW) have been considered briefly too. They include irregular precessions ("polarizational beats") due to: non-homogeneity of mass density and elastic moduli, dissymmetry of intrinsic losses, and an angular mismatch between propagation and acoustic axes.