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NTIS 바로가기大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.35 no.3, 2011년, pp.273 - 279
서영성 (한남대학교 기계공학과) , 김용배 (한남대학교 기계공학과)
The yield strength of particle-reinforced composites increases as the size of the particle decreases. This kind of length scale has been mainly attributed to the geometrically necessary dislocation punched around the particle as a result of the mismatch of the thermal expansion coefficients of the p...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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입자 강화 복합재의 연속체 강도해석을 위한 전위 펀칭이론들에 대하여 전산적 검토에서 주목할 점은 무엇인가? | Suh 등(3)은 최근에 이러한 점을 고려하여 압밀 후 냉각시 일어나는 기하적 필수 전위를 고려하여 펀칭영역의 크기를 계산하는 Shibata 등(4)의 식을 유한요소 단위셀로 모델링하여 연속체적인 강도해석을 통해 복합재의 항복 응력을 예측함으로써 입자의 크기 및 펀치영역 크기에 의한 길이 스케일과 함께 기존 실험값과 유사한 경향을 보인 바 있다. 이 연구에서 주목할 점은 펀칭된 전위를 계산하여 펀칭영역에 증가된 강도를 미리 부가하였으며, 항복응력에 주안점을 두었기에 소성변형률이 증가하면서 입자와 기지재 간의 탄소성 부조화(mismatch)로 인하여 경계면 주위에서 발생하는 변형률 구배를 별도로 고려할 필요가 없다는 점이다. Suh 등(3)이 사용한 Shibata 등(4)의 정식(이하 Shibata 정식)과 거의 동일한 시기에 Dunand 와 Mortensen(5)이 역시 입자와 기지재간의 열팽창계수의 상이함에 의한 전위 펀칭 영역의 크기를, 구형입자가 등방, 선형 탄소성 무한영역에서 팽창 하는 경우를 해석한 Hill 이론(6)을 활용하여 계산한 바 있다(이하 D&M 정식). | |
입자 강화 금속기지 복합재의 특징은? | 입자 강화 금속기지 복합재는 비강도 및 비강성도가 높은 편이어서 항공 우주 및 자동차, 레저산업에서 요긴하게 사용되는 재료 중의 하나이다. 입자 강화 금속기지 복합재는 입자의 크기에 따라 강도의 크기가 변하는, 내재적 길이 스케일(length scale)을 가지고 있음이 이미 실험적으로 관찰된 바 있다.(1,2) 최근까지 많은 연구자들이 입자의 탄성과 기지금속이 탄소성에 의하여 비롯되는 변형률 구배가 이러한 길이 스케일에 밀접한 관계가 있음을 보인 바 있다. | |
길이 스케일에 밀접한 관계가 있는 요소는? | 입자 강화 금속기지 복합재는 입자의 크기에 따라 강도의 크기가 변하는, 내재적 길이 스케일(length scale)을 가지고 있음이 이미 실험적으로 관찰된 바 있다.(1,2) 최근까지 많은 연구자들이 입자의 탄성과 기지금속이 탄소성에 의하여 비롯되는 변형률 구배가 이러한 길이 스케일에 밀접한 관계가 있음을 보인 바 있다. 그러나 이러한 연구에서 대부분의 연구자들이 금속복합재의 압밀(consolidation)후에 냉각되는 과정에서 입자와 금속기지간의 열팽창계수 차이에 의하여 입자 주위에 펀칭되는 기하적 필수 전위(Geometrically Necessary Dislocation, 이하 GND)를 간과하여, 실험 값과는 근사함을 보이지 못하는 경우가 많았다. |
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