This paper analyzed the correlation between injection molding factors through correlation analysis. In addition, the decision-tree model, which is a white box model with excellent explanatory power, was used to obtain optimal molding conditions that satisfy multiple constraint conditions. First, 243 data to be used in the experiment were created through a full factorial design. Second, a correlation analysis was conducted to understand the correlation. Third, to verify the decision-tree model, the prediction performance was evaluated using RMSE. As a result, good prediction performance was confirmed. A decision-tree experiment analysis was conducted. As a result of the progress, the same results as the correlation analysis were derived. Based on the previous analysis results, optimal molding conditions were applied to CAE. As a result, the amount of deformation in the multi-cavity could be improved by about 1.1% and 2.72% while satisfying the constraint.

A strain-gradient crystal plasticity finite element method(SGCP-FEM) was utilized to simulate the compressive deformation behaviors of single-slip, (111)[101], oriented FCC single-crystal micro-pillars with two different slip-plane inclination angles, 36.3o and 48.7o, and the simulation results were compared with those from conventional crystal plasticity finite element method(CP-FEM) simulations. For the low slip-plane inclination angle, a macroscopic diagonal shear band formed along the primary slip direction in both the CP- and SGCP-FEM simulations. However, this shear deformation was limited in the SGCP-FEM, mainly due to the increased slip resistance caused by local strain gradients, which also resulted in strain hardening in the simulated flow curves. The development of a secondly active slip system was altered in the SGCP-FEM, compared to the CP-FEM, for the low slip-plane inclination angle. The shear deformation controlled by the SGCP-FEM reduced the overall crystal rotation of the micro-pillar and limited the evolution of the primary slip system, even at 10% compression.

서울시 도로포장은 대부분 30년 이상 노후화된 포장으로서 이미 구조적 손상이 많이 진행된 상태이고, 기후변화로 인한 강수량 증가 등 환경적 요인으로 인해 포장 파손이 최근 급격히 증가하고 있다. 또한 설계당시의 포장 단면 두께가 현재의 교통량을 반영하지 않아 상당히 부족한 상태이다. 서울시의 버스교통량이 증가함에 따라 중차량에 의한 교통하중이 증가하고 기존 도로포장에 버스전용차로를 도입하여 중차량 교통하중이 집중되는 현상이 발생하고 있다. 이에 서울시는 도로파손을 해결하기 위해 아스팔트 도로포장의 두께와 다양한 아스팔트 혼합물을 적용하고 있다. 하지만 중차량 교통하중 집중현상, 교차로 및 버스정류장에서는 차량속도 감속으로 인해 소성변형이 발생하고 있다. 최근, 해외의 여러 기관에서는 소성변형 예측 모형 개발 또는 기존 모형을 개선하여 소성변형으로 인한 도로포장 파손을 예측하는 연구가 진행중이다. 이러한 모형들은 소성변형을 발생시키는 주요 원인을 고려하여 개발하였으며 이는 소성변형에 대한 도로포장의 수명 및 성능 변화를 예측하여 유지보수 공법과 적용 시기를 결정한다. 본 연구에서 개발한 소성변형 예측 모형은 하중재하 속도 및 횟수, 아스팔트 포장층 온도, 전단응력과 강도의 비율을 고려하여 개발하였다. 전단응력과 강도의 비율은 아스팔트 혼합물의 응집력과 마찰각의 영향을 받는 것으로 나타났으며 이를 고려하여 아스팔트 혼합물 물성을 활용한 다중 회귀분석을 적용하였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 검증하기 위해 Westrack 자료를 활용하였으며 2.35%의 오차율을 보였고 LTPP 자료를 활용하였을 때는 1.19%의 오차를 보여 매우 높은 신뢰성을 보였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 활용하여 아스팔트 혼합물 배합설계와 지불계수에 적용하였다. 배합설계의 경우, 교통량 및 차량속도와 같은 인자를 고려하여 최적의 아스팔트 바인더 함량을 결정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 소성변형 예측 모형을 적용하여 설계 공용수명 대비 공용수명의 비율을 적용하여 아스팔트 혼합물의 지불계수를 결정할 수 있다

The present study deals with the effects of micro-alloying elements such as Ni, V, and Ti on the recrystallization behavior of carbon steels at different strain rates. Eight steel specimens were fabricated by varying the chemical composition and reheating temperature; then, a high-temperature compressive deformation test was conducted in order to investigate the relationship of the microstructure and the recrystallization behavior. The specimens containing micro-alloying elements had smaller prior austenite grain sizes than those of the other specimens, presumably due to the pinning effect of the formation of carbonitrides and AlN precipitates at the austenite grain boundaries. The high-temperature compressive deformation test results indicate that dynamic recrystallization behavior was suppressed in the specimens with micro-alloying elements, particularly at increased strain rate, because of the pinning effect of precipitates, grain boundary dragging and lattice misfit effects of solute atoms, although the strength increased with increasing strain rate.

A strain-gradient crystal plasticity constitutive model was developed in order to predict the Hall Petch behavior of a Ni-base polycrystalline superalloy. The constitutive model involves statistically stored dislocation and geometrically necessary dislocation densities, which were incorporated into the Bailey-Hirsch type flow stress equation with six strength interaction coefficients. A strain-gradient term (called slip-system lattice incompatibility) developed by Acharya was used to calculate the geometrically necessary dislocation density. The description of Kocks-Argon-Ashby type thermally activated strain rate was also used to represent the shear rate of an individual slip system. The constitutive model was implemented in a user material subroutine for crystal plasticity finite element method simulations. The grain size dependence of the flow stress (viz., the Hall- Petch behavior) was predicted for a Ni-base polycrystalline superalloy NIMONIC PE16. Simulation results showed that the present constitutive model fairly reasonably predicts 0.2%-offset yield stresses in a limited range of the grain size.

변형강도(SD)는 고온에서 아스팔트 혼합물의 소성변형특성과 상관관계가 높은 특성이며, APA 시험기는 아스팔트 혼합물의 소성변형저항성 평가에 널리 이용된다. 따라서 SD를 이용한 아스팔트 혼합물의 소성변형저항성 추정에 상응하는 값으로 APA 시험 결과가 사용되었으며 SD와 APA의 상관관계를 설정하기 위하여 많은 데이터가 수집되었다. 아스팔트 공시체를 60℃에 30분간 수침한 후 50mm/min의 하중을 가하여 최대하중 P와 그때의 수직변형 y로 부터 SD를 계산하였다. 같은 혼합물에 대하여 APA 시험도 수행되었다. APA 침하깊이와 SD간의 회귀분석을 수행하여 R2=0.76이 얻어졌다. 이는 변형강도 시험이 아스팔트 혼합물의 고온변형 저항성을 추정 가능한 시험법임을 암시하는 것이다. 또한 회귀분석 모델을 이용하여 특정 등급도로의 표층 및 기층 혼합물 SD의 임계값을 설정할 수 있음을 보였다. 이를 더 정교하게 연구하면 이 임계치는 특정층 포장혼합물의 하한치로 이용될 수 있을 것이다.