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The elastic modulus of a 3D-printed Kelvin foam plate is investigated by measuring the acoustic wave velocity of 1 MHz ultrasound. An isotropic tetrakaidecahedron foam with 3mm unit cell is designed and printed layer upon layer to fabricate a Kelvin foam plate of 14mm thickness with a 3D CAD/printer using ABS plastic. The Kelvin foam plate is completely filled with paraffin wax for impedance matching, so that the acoustic wave may propagate through the porous foam plate. The acoustic wave velocity of the foam plate is measured using the time-of-flight(TOF) method and is used to calculate the elastic modulus of the Kelvin foam plate based on acousto-elasticity. Finite element method(FEM) and micromechanics is applied to the Kelvin foam plate to calculate the theoretical elastic modulus using a non-isotropic tetrakaidecahedron model. The predicted elastic modulus of the Kelvin foam plate from FEM and micromechanics model is similar, which is only 3-4% of the bulk material. The experimental value of the elastic modulus from the ultrasonic method is approximately twice as that of the numerical and theoretical methods because of the flexural deformation of the cell edges neglected in the ultrasonic method.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
Comparison of Slowness Profiles of Lamb Wave with Elastic Moduli and Crystal Structure in Single Crystalline Silicon Wafers Youngjae Min, Gyeongwon Yun, Kyung-Min Kim, Yuji Roh, Young H. Kim pp.1-8
Ultrasonic Estimation and FE Analysis of Elastic Modulus of Kelvin Foam Nohyu Kim, Seungyong Yang pp.9-17

디지털 홀로그래피를 이용한 포토리소그래피 공정 제품 패터닝의 폭과 단차 측정 = Measurement of Width and Step-Height of Photolithographic Product Patterns by Using Digital Holography 신주엽, 강성훈, 마혜준, 권익환, 양승필, 정현철, 홍정기, 김경석 pp.18-26

속도 분포 기반 단층촬영을 위한 최적의 트랜스듀서의 조합 = Transducer Combination for High-Quality Ultrasound Tomography Based on Speed of Sound Imaging 김영훈, 박관규 pp.27-34
초분광 영상기술을 이용한 수박종자 발아여부 비파괴 선별기술 개발 = Development of Non-Destructive Sorting Technique for Viability of Watermelon Seed by Using Hyperspectral Image Processing 배형진, 서영욱, 김대용, Santosh Lohumi, 박은수, 조병관 pp.35-44
음향방출 에너지 파라미터를 이용한 고로 철피균열의 조기 결함탐지 기술 = Early Shell Crack Detection Technique Using Acoustic Emission Energy Parameter Blast Furnaces 김동현, 이상범, 배동명, 양보석 pp.45-52
체적파 혼합기법을 이용한 재료 손상 진단 적용 가능성 연구 = Feasibility Study on Diagnosis of Material Damage Using Bulk Wave Mixing Technique 최정석, 조윤호 pp.53-59
중수로 연료관 검사시스템 개발 = Development of Fuel Channel Inspection System in PHWR 최성남, 양승옥, 김광일, 이희종 pp.60-67

참고문헌 (11건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 P. Kumar, "Investigation of Kelvin-like solid foams for potential engineering applications: An attractive set of geometrical and thermo-hydraulic properties," Ph. D thesis, Department of Mechanical Engineering, Aix-Marseille University, France (2014) 미소장
2 Effect of nitinol implant porosity on cranial bone ingrowth and apposition after 6 weeks. 네이버 미소장
3 Fabrication methods of porous metals for use in orthopaedic applications 네이버 미소장
4 Production of a Highly Porous Ti–Ni Shape Memory Alloy by Solid State Sintering of Rapidly Solidified Fibers 네이버 미소장
5 C. Prest, J. Poole, J. Stevick, T. Waniuk and Q Pham, "Layer-by-layer construction with bulk metallic glasses", United States Patent Application Publication, No. US20130309121 (2013) 미소장
6 Size effects in foams: Experiments and modeling 네이버 미소장
7 Mechanics of Composite Materials: Past, Present, and Future 네이버 미소장
8 Linear Elastic Behavior of a Low-Density Kelvin Foam With Open Cells 네이버 미소장
9 Application of an Elongated Kelvin Model to Space Shuttle Foams 네이버 미소장
10 R. M. Sullivan, L. J. Ghosn and B. A. Lerch, "A general tetrakaidecahedron model for open-celled foams," International Journal of Solids and Structures, Vol. 45, pp. 1754-1765 (2011) 미소장
11 R. Gabbrielli, "Foam geometry and structural design of porous material," Ph. D thesis, Department of Mechanical Engineering, University of Bath, England (2009) 미소장

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