선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는, 변형률에 따른 형상기억합금의 열-기계적 특성 변화를 수치적으로 살펴보았다. 마르텐사이트 변화량과 온도 변화사이의 연성된 열역학적 방정식을 유도하여, 변형률-속도에 따른 형상기억합금의 구성방정식을 새롭게 유도하였고 해석 알고리즘을 개발하였다.
제안 방법
- 식 (1)-(8)에 필요한 자세한 변수들은 참고문헌[1, 7]에 상세히 설명되어 있다. SMA 구성방정식의 수치적인 해석 알고리즘을 Fig. 2에 나타내었고 이것을 바탕으로 FORTRAN으로 해석 알고리즘을 만들어 user material(UMAT) subroutine을 개발하였다. 개발된 형상기억합금 해석 UMAT subroutine을 상용 프로그램 ABAQUS와 연계해석하여 SMA의 열-기계적 특성을 수치적으로 해석하였다.
- 하지만 이것은 3-D SMA 모델을 1-D 모델로 축소시키는 결과이므로 경계조건에 의한 SMA의 3-D 효과를 정확히 관찰할 수 없다. 따라서 cantilevered 경계 조건(u = v = w = 0, at X = 0), case II를 적용하여 비교 하였다. Fig.
- 본 연구에서는, 변형률에 따른 형상기억합금의 열-기계적 특성 변화를 수치적으로 살펴보았다. 마르텐사이트 변화량과 온도 변화사이의 연성된 열역학적 방정식을 유도하여, 변형률-속도에 따른 형상기억합금의 구성방정식을 새롭게 유도하였고 해석 알고리즘을 개발하였다. 개발된 형상기억합금의 해석 알고리즘을 ABAQUS 상용 프로그램에 적용하여 형상기억합금의 열-기계적 특성을 예측하였다.
- 개발된 형상기억합금의 해석 알고리즘을 ABAQUS 상용 프로그램에 적용하여 형상기억합금의 열-기계적 특성을 예측하였다. 마르텐사이트 변화량과 온도 변화사이의 연성된 열역학적 에너지식을 적용하여, 변형률-속도에 따른 형상기억합금의 거동 특성을 살펴보았다. 변형률 효과를 고려함에 따라 형상기억합금의 의탄성(pseudoelastic) 이력 특성의 변화를 수치적으로 살펴보았다.
- 본 연구에서는, 변형률에 따른 형상기억합금의 열-기계적 특성 변화를 수치적으로 살펴보았다. 변형률 효과를 고려한 3-D 형상기억합금의 구성방정식을 유도하였고, 해석 알고리즘을 만들어 user material(UMAT) subroutine을 개발하였다. 개발된 형상기억합금의 해석 알고리즘을 ABAQUS 상용 프로그램에 적용하여 형상기억합금의 열-기계적 특성을 예측하였다.
- 개발된 형상기억합금의 해석 알고리즘을 ABAQUS 상용 프로그램에 적용하여 형상기억합금의 열-기계적 특성을 예측하였다. 변형률 효과를 고려함에 따라 형상기억합금의 응력-변형률 선도의 이력(hysteresis) 특성 변화를 수치적으로 살펴보았다.
- 마르텐사이트 변화량과 온도 변화사이의 연성된 열역학적 에너지식을 적용하여, 변형률-속도에 따른 형상기억합금의 거동 특성을 살펴보았다. 변형률 효과를 고려함에 따라 형상기억합금의 의탄성(pseudoelastic) 이력 특성의 변화를 수치적으로 살펴보았다. 변형률-속도에 따른 형상기억합금의 열-기계적 특성 변화는 정적인 하중 상태에서는 큰 영향이 없지만, 동적인 하중을 받는 조건에서는 큰 차이를 보여주게 되므로, 구조물의 진동제어를 위한 작동기 및 감쇠기로의 응용 연구를 위해서는 반드시 고려해 주어야 하는 매우 중요한 특성이라 정의 할 수 있다.
- 변형률-속도가 1.4 × 10-4s-1 와 1.4 × 10-2s-1일 때의 온도변화를 비교하였다(Fig.9).
- 변형률에 따른 형상기억합금의 열-기계적 특성 변화를 자세하게 살펴보기 위하여, 실험적인 형상기억합금의 열-기계적 물성치를[8] 이용하여 여러 변형률-속도에 따른 형상기억합금의 응력-변형률 선도 특성을 분석하였다. Fig.
- 변형률이 1.0 × 10-2s-1 때와 변형률-속도를 고려하지 않고 준정적(quasi-static) 하중을 가해주었을 때의 응력-변형률 선도를 비교하였다.
- 5에 나타내었다. 본 해석에서는 각각 다른 경계조건 case I과 II를 적용하여 Lagoudas 결과와 비교하였다. 경계조건 case I는 응력 σxx 을 제외한 나머지 응력이 모두 0이 되도록 만드는 조건이고 Lagoudas가 제안한 경계조건과 일치한다.
데이터처리
- 2에 나타내었고 이것을 바탕으로 FORTRAN으로 해석 알고리즘을 만들어 user material(UMAT) subroutine을 개발하였다. 개발된 형상기억합금 해석 UMAT subroutine을 상용 프로그램 ABAQUS와 연계해석하여 SMA의 열-기계적 특성을 수치적으로 해석하였다. 본 연구에서 개발한 SMA 해석 알고리즘을 검증하기 위하여 Fig.
- 마르텐사이트 변화량과 온도 변화사이의 연성된 열역학적 방정식을 유도하여, 변형률-속도에 따른 형상기억합금의 구성방정식을 새롭게 유도하였고 해석 알고리즘을 개발하였다. 개발된 형상기억합금의 해석 알고리즘을 ABAQUS 상용 프로그램에 적용하여 형상기억합금의 열-기계적 특성을 예측하였다. 변형률 효과를 고려함에 따라 형상기억합금의 응력-변형률 선도의 이력(hysteresis) 특성 변화를 수치적으로 살펴보았다.
- 개발된 형상기억합금 해석 UMAT subroutine을 상용 프로그램 ABAQUS와 연계해석하여 SMA의 열-기계적 특성을 수치적으로 해석하였다. 본 연구에서 개발한 SMA 해석 알고리즘을 검증하기 위하여 Fig. 3의 모델을 이용하여 Lagoudas[7]의 결과와 비교하였다(Fig. 4 and 5). SMA의 물성치는 다음과 같다.
이론/모형
- 기억합금 열-기계적 특성의 수치적인 해석을 위하여 Lagoudas 모델을 [7] 바탕으로 3-D 형상기억합금 구성 방정식을 다음과 같이 전개하였다.
성능/효과
- 따라서 cantilevered 경계 조건(u = v = w = 0, at X = 0), case II를 적용하여 비교 하였다. Fig. 4 그리고 5에서 볼 수 있듯이 본연구에서 개발된 SMA 해석 알고리즘 결과와 Lagoudas 결과가 잘 일치함을 알 수 있으며, 경계조건이 case II인 경우에는 약간의 차이가 있음을 관찰 할 수 있다.
- 0 × 10-2s-1 때와 변형률-속도를 고려하지 않고 준정적(quasi-static) 하중을 가해주었을 때의 응력-변형률 선도를 비교하였다. 변형률에 따른 형상기억합금의 온도변화 (Fig. 7)에 의하여 열역학적 에너지 방정식이 변하게 되고 전체적인 형상기억합금의 열-기계적 특성이 바뀌게 됨을 확인할 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.