이종 입자복합재의 미세구조 생성과 계층적 모델의 선형 탄성적 응답특성 해석

조진래

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조진래

저널정보: 한국전산구조공학회 한국전산구조공학회논문집 한국전산구조공학회논문집 제31권 제3호

발행연도: 2018.1

수록면: 133 - 140 (8page)

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본 논문은 로 구성된 금속-세라믹 이종 입자복합재의 2차원 미세구조(microstructure) 생성과 미세구조 스케일(scale)에 따라 정의되는 계층적 모델들의 역학적 특성 분석에 관한 내용이다. 이종 입자복합재의 미세구조는 수학적인 RMDF(random morphology description functions) 모델링기법을 복합재의 2차원 RVE(representative volume element) 영역에 적용하여 생성하였다. 그리고 미세구조 생성에 필요한 가우스 함수들의 개수에 따라 미세구조의 계층적 모델을 정의하였다. 한편 임의 미세구조 내 금속과 세라믹 입자가 차지하는 체적분율(volume fraction)은 RMDF 함수의 레벨을 조정함으로서 설정하였다. RMDF기법에 의한 미세구조들은 가우스 함수들의 개수가 일정할지라도 랜덤하게 생성된다. 이렇게 랜덤하게 생성되는 미세구조들을 2차원 보(beam) 모델에 적용하여 미세구조의 스케일에 따른 수직응력과 전단응력의 계층적 변동을 수치 해석적으로 고찰하였다. 또한, 균열해석을 통해 RMDF의 랜덤성과 가우스 함수들의 개수가 균열선단에서의 응력값에 미치는 영향을 고찰하였다.

#metal-ceramic #dual-phase composite #microstructure generation #RMDF #hierarchical model #linearly elastic response characteristic

참고문헌 (16)

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Adams, R.A. / 1978 / Sobolev Spaces / Academic Press

조진래 / 2008 / 기능경사 소재 등가 물성치 예측을 위한 균질화 기법의 특성분석을 위한 수치해석 / 한국전산구조공학회논문집 21(1):13~20

Cho, J.R. / 1996 / A Priori Modeling Error Estimates of Hierarchical Models for Elasticity Problems for Plate- and Shell-like Structures / Math. & Comput. Model. 23(10):117~133

Christensen, R.M. / 1979 / Mechanics of Composite Materials / Wiley/Interscience

Giannakopulos, A.E. / 1995 / Elastoplastic Analysis of Thermal Cycling: Layered Materials with Compositional Gradients / Acta Metallurgica et Materialia 43(4):1335~1354

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