Korean Journal of Materials Research, Vol.11, No.5, 354-360, May, 2001
탄성 불균질 재료의 미시역학거동 (Part I :이론적 기초)
Micromechanical Properties in Elastically Inhomogeneous Materials (Part I : Theoretical Basis)
초록
본 연구에서는 탄성문제에 관한 Eshelby의 이론을 응용하여 다수의 개재물이 모상 중에 균일하게 분산하고 탄성적으로 불균질한 복합재료의 거시적 응력-변형관계를 정식화하였다. 정식화의 과정에서, 주위의 구속을 받지 않는 어떤 영역에 응력의 발생을 동반하지 않는 변형률 (transformation strain ε kl ), 즉 열팽창 제수를 갖는 물체가 온도변화 ΔT 를 갖는 경우의 열팽창 변형 α ΔT 나, 물체가 일정한 소성 변형을 받았을 때의 소성 변형 등을 예로들 수 있는 역학 장을 정의하였다. 본 연구에서 전개한 방법은 선형 탄성론에 기초를 두고 있으며 복합체의 탄성거동만이 아니라 탄성-소성 거동의 해석 또한 가능하게 하였다.
By applying Eshelby's theory on the'transformation' and' inhomogeneity'problems of an ellipsoidal inclusion, a microscopic stress-strain is formulated for a composite material consisting of a matrix and a large number of aligned ellipsoidal inclusions. Some of the composites of practical interest, such as unidirectionally fiber- reinforced, Particle dispersion strengthened and layered composites can be treated by changing the axial ratios of the ellipsoidal inclusion. The macroscopic stress-strain relation obtained is applicable to elastic and elasto-plastic deformation of the composite in uniform loading.
Keywords:elastically inhomogeneous materials . Eshelby′s theory . transformation strain;inhomogeneity problems;ellipsoidal inclusion;microscopic stress-strain;composites
- Hanshin Z, Appl. Mech. Rev., 17, 1 (1964)
- Hanshin Z : Appl. Mechanics of Composite Materials (Wendt FW, Liebowitz H & Perrone N, Eds.), Pergamon, Oxford, 201 (1967) (1967)
- Sendeckyj GP : Composite Materials., (Broutman LJ & Krock RH, Eds.) Vol. 2, Mechanics of Composite Materials, Academic, New York, 45 (1973) (1973)
- Hanshin Z, Shtrikman S, J. Mech. Phys. Solids, 11, 127 (1963)
- Hanshin Z, J. Mech. Phys. Solids., 13, 119 (1965)
- Hill R, J. Mech. Phys. Solids, 12, 199 (1964)
- Adams DF, Doner DR, J. Compos. Mater., 1, 4 (1964)
- Adams DF, Doner DR, J. Compos. Mater., 1, 152 (1967)
- Chen CH, Cheng S, J. Compos. Mater., 1, 30 (1967)
- Eshelby JD, Proc. Roy. Soc. London, A241, 376 (1957)
- Eshelby JD, Proc. Roy. Soc. London, A252, 561 (1959)
- Eshelby JD: Progress in Solid Mechanics II , Sneddon and Hill, Eds.) North - Holland, Amsterdam, 87 (1961) (1961)
- Mori T, Tanaka K, Acta Met., 21, 573 (1973)
- Mori T, Tanaka K, J. Compos. Mater., 8, 391 (1974)
- Mura T : Micromechanics of Defects in Solids, 2nd ed., Matinus Nijhoff, Dordrecht, 74 (1987) (1987)
- Kang CS, Maeda K, Wang KJ, Wakashima K, Acta Mater., 46, 1209 (1998)
- Kang CS, Ahn BK, Wakashima K, J. of the Korean Inst. of Met. & Mater., 38, 84 (2000)