고온 구조용 다결정금속 재료의 역학적 특성 평가는 인장강도를 비롯하여 크리프강도 등의 변형량이 큰 정적 시험방법을 통해 다양하게 연구되고 있으나 고온에서의 탄성영역의 거동과 동적 시험방법은 간과되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 미소 변위 계측이 가능한 동적 재료시험장치의 개발과 시스템의 자동화를 통한 다결정 순수 구리의 동적 영률 및 내부마찰의 온도의존성 해석에 그 목적을 두었다. 저응력의 동적 응력부하와 변형응답의 해석으로부터 ...
고온 구조용 다결정금속 재료의 역학적 특성 평가는 인장강도를 비롯하여 크리프강도 등의 변형량이 큰 정적 시험방법을 통해 다양하게 연구되고 있으나 고온에서의 탄성영역의 거동과 동적 시험방법은 간과되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 미소 변위 계측이 가능한 동적 재료시험장치의 개발과 시스템의 자동화를 통한 다결정 순수 구리의 동적 영률 및 내부마찰의 온도의존성 해석에 그 목적을 두었다. 저응력의 동적 응력부하와 변형응답의 해석으로부터 의탄성 거동의 기초적인 관계식을 도출하고, 완화시간 및 완화강도 등으로부터 동적 영률과 내부마찰(tan□)의 온도의존성을 고찰하여 고온 구조용 재료의 고온 거동의 이해를 깊이 하였다. 일반적으로 금속재료에 있어서는 탄성 영역에서의 변형(≤10^(-5)∼10^(-4)) 및 내부마찰 tan□(≪0.1)의 값이 극히 미소하며, 특히 고온에서는 실온에서의 변위 계측에 필적하는 고정밀도의 변위 계측법이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 고온에서는 계측에 크게 제약을 받는 시험편과의 "접촉" 방식(스트레인 게인지 및 LVDT : Linear VariableDifferential Transformers)의 변위 계측기와는 달리 가시광 레이저를 이용한 "비접촉"의 변위 계측방식을 채택하는 동적 재료시험장치를 개발하였으며, 특히 이 시험장치는 시료에 직접적으로 동적 응력 부하가 가능한 유압 servo식 피로시험기, 레이저, 레이저 주사 가능한 적외선 반사로, 전기 노이즈 필터 및 주파수 특성 분석기 등으로 구성되었고 이를 하나의 자동화시스템으로 구성하여 다결정 순수 구리를 실온에서부터 600℃까지의 실험을 통해 특정 온도에서 동적 영률의 감소 및 내부마찰의 peak이 발생하는 현상이 고온에서 면심입방금속에서 나타나는 입계에서의 미끌림(grain boundary sliding)에 의함을 알게 되었다.
고온 구조용 다결정금속 재료의 역학적 특성 평가는 인장강도를 비롯하여 크리프강도 등의 변형량이 큰 정적 시험방법을 통해 다양하게 연구되고 있으나 고온에서의 탄성영역의 거동과 동적 시험방법은 간과되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 미소 변위 계측이 가능한 동적 재료시험장치의 개발과 시스템의 자동화를 통한 다결정 순수 구리의 동적 영률 및 내부마찰의 온도의존성 해석에 그 목적을 두었다. 저응력의 동적 응력부하와 변형응답의 해석으로부터 의탄성 거동의 기초적인 관계식을 도출하고, 완화시간 및 완화강도 등으로부터 동적 영률과 내부마찰(tan□)의 온도의존성을 고찰하여 고온 구조용 재료의 고온 거동의 이해를 깊이 하였다. 일반적으로 금속재료에 있어서는 탄성 영역에서의 변형(≤10^(-5)∼10^(-4)) 및 내부마찰 tan□(≪0.1)의 값이 극히 미소하며, 특히 고온에서는 실온에서의 변위 계측에 필적하는 고정밀도의 변위 계측법이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 고온에서는 계측에 크게 제약을 받는 시험편과의 "접촉" 방식(스트레인 게인지 및 LVDT : Linear Variable Differential Transformers)의 변위 계측기와는 달리 가시광 레이저를 이용한 "비접촉"의 변위 계측방식을 채택하는 동적 재료시험장치를 개발하였으며, 특히 이 시험장치는 시료에 직접적으로 동적 응력 부하가 가능한 유압 servo식 피로시험기, 레이저, 레이저 주사 가능한 적외선 반사로, 전기 노이즈 필터 및 주파수 특성 분석기 등으로 구성되었고 이를 하나의 자동화시스템으로 구성하여 다결정 순수 구리를 실온에서부터 600℃까지의 실험을 통해 특정 온도에서 동적 영률의 감소 및 내부마찰의 peak이 발생하는 현상이 고온에서 면심입방금속에서 나타나는 입계에서의 미끌림(grain boundary sliding)에 의함을 알게 되었다.
Many crystalline materials exhibit linear stress-strain behavior, which is time-dependent and hence not purely elastic but completely "recoverable". This behavior, termed anelasticity, is directly linked to a relaxation phenomenon in a mechanical system. Anelastic relaxation due to viscous flow at g...
Many crystalline materials exhibit linear stress-strain behavior, which is time-dependent and hence not purely elastic but completely "recoverable". This behavior, termed anelasticity, is directly linked to a relaxation phenomenon in a mechanical system. Anelastic relaxation due to viscous flow at grain boundaries in polycrystals has become well known since Ke's earlier experimental observations e.g., the presence of an internal friction and the corresponding modulus decrease in polycrystalline metals. To investigate the anelastic response of a material in a dynamic way, a variety of experimental apparatus has been devised, which can be conveniently divided into three different types in terms of the frequency range used, viz, sub-resonance, resonance, and supra-resonance methods. In the resonance method a system consisting of the "elastic"(actually anelastic) element plus the inertia is vibrated at around a natural frequency either in forced oscillation or in free decay. The inertia is may be external or internal. In the "torsion pendulum" apparatus popularized by □, a torsional bar(external rigid inertia member) is attached to a wire specimen and under low-frequency(1Hz) free-decay conditionsinternal friction is determined by measuring the logarithmic decrement(the natural logarithmic of the ratio of amplitudes in two successive vibrations). The resonance method without external inertia is based on using a bar specimen, the supra-resonance, or more specifically, wave propagation method utilizes a traveling wave introduced as a pulse of much greater frequencies(>100MHz);then the attenuation of the pulse is used as a measure of internal friction. The two types methods above involve an appreciable inertial effect. which implies that the anelastic response of a measured in an indirect manner. Direct measurement of the primary response functions in the formal theory of anelastic solids can, therefore, be made only in the sub-resonance method where a specimen is set into forced oscillation at a very low frequency such that the inertial term in the equation ofmotion becomes negligible. The principle of this method is very simple; it is merely necessary to measure the amplitudes of stress and strain and their relative phases. In practice, however, the measurement of the relative phases to obtain loss angle ø is very difficult when □ is less then about ten degrees of arc, which is usually the case for crystalline materials. Accordingly, the sub-resonance method has not been widely used for work on such materials. The anelastic behavior has been examined through the measurement of the dynamic Young's modulus and internal friction in polycrystalline copper over a wide temperature range under low-frequency conditions of cyclic tension-compression loading using a standard servohydraulic fatigue-testing machine. Dynamic Young's modulus and internal friction are measured over a temperature range of 298 to 873K at very low frequencies of 0.1, 0.05 and 0.01Hz. One internal friction peak was observed over the ranges 450K to 700K, together with marked decrease in the dynamic Young's modulus in the same temperature ranges. From a quantitative analysis of the experimental data with relaxation strength, relaxation time and activation energy, it is concluded that the peak phenomenon is the grain-boundary sliding relaxation.
Many crystalline materials exhibit linear stress-strain behavior, which is time-dependent and hence not purely elastic but completely "recoverable". This behavior, termed anelasticity, is directly linked to a relaxation phenomenon in a mechanical system. Anelastic relaxation due to viscous flow at grain boundaries in polycrystals has become well known since Ke's earlier experimental observations e.g., the presence of an internal friction and the corresponding modulus decrease in polycrystalline metals. To investigate the anelastic response of a material in a dynamic way, a variety of experimental apparatus has been devised, which can be conveniently divided into three different types in terms of the frequency range used, viz, sub-resonance, resonance, and supra-resonance methods. In the resonance method a system consisting of the "elastic"(actually anelastic) element plus the inertia is vibrated at around a natural frequency either in forced oscillation or in free decay. The inertia is may be external or internal. In the "torsion pendulum" apparatus popularized by □, a torsional bar(external rigid inertia member) is attached to a wire specimen and under low-frequency(1Hz) free-decay conditionsinternal friction is determined by measuring the logarithmic decrement(the natural logarithmic of the ratio of amplitudes in two successive vibrations). The resonance method without external inertia is based on using a bar specimen, the supra-resonance, or more specifically, wave propagation method utilizes a traveling wave introduced as a pulse of much greater frequencies(>100MHz);then the attenuation of the pulse is used as a measure of internal friction. The two types methods above involve an appreciable inertial effect. which implies that the anelastic response of a measured in an indirect manner. Direct measurement of the primary response functions in the formal theory of anelastic solids can, therefore, be made only in the sub-resonance method where a specimen is set into forced oscillation at a very low frequency such that the inertial term in the equation ofmotion becomes negligible. The principle of this method is very simple; it is merely necessary to measure the amplitudes of stress and strain and their relative phases. In practice, however, the measurement of the relative phases to obtain loss angle ø is very difficult when □ is less then about ten degrees of arc, which is usually the case for crystalline materials. Accordingly, the sub-resonance method has not been widely used for work on such materials. The anelastic behavior has been examined through the measurement of the dynamic Young's modulus and internal friction in polycrystalline copper over a wide temperature range under low-frequency conditions of cyclic tension-compression loading using a standard servohydraulic fatigue-testing machine. Dynamic Young's modulus and internal friction are measured over a temperature range of 298 to 873K at very low frequencies of 0.1, 0.05 and 0.01Hz. One internal friction peak was observed over the ranges 450K to 700K, together with marked decrease in the dynamic Young's modulus in the same temperature ranges. From a quantitative analysis of the experimental data with relaxation strength, relaxation time and activation energy, it is concluded that the peak phenomenon is the grain-boundary sliding relaxation.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.