회전익 항공기의 동력전달축은 경량화를 위하여 중공축을 적용하였으며 선형탄성 파괴역학을 이용해 균열 전파 거동을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 균열성장수명을 예측하였다. 비틀림을 부여하고 균열을 고려한 요소를 형성하여 2차원 유한요소모델을 생성하였다. 초기 균열 길이를 정의하고 균열 길이를 증가시켜 유한요소해석을 수행해 균열 선단의 응력확대계수를 도출하였다. 응력확대계수가 중공축을 구성하는 재료의 파괴인성을 초과하기 직전의 길이를 한계 균열 길이로 정의한다. 응력확대계수 핸드북을 통해 응력확대계수를 계산하여 한계 균열 길이를 도출하고 균열성장속도식을 수치적분하여 각각의 균열성장수명을 비교해 제안한 유한요소해석 기법을 검증하였다.
층간 교차유동이 일어나는 다층 대수층에 존재하는 부분 관통정에서의 유사정상상태 유동에 대하여 연구하였다. 본 논문에서는 부분관통에 의해 발생하는 압력 감소를 나타내는 유사표피인자를 계산할 수 있는 간단한 해법을 제시하였다. 이 해법은 기존에 제시되었던 방법들이 가진 기하학적 또는 계산시간 상의 한계성을 극복한 것이다. 본 계산을 위하여 폐쇄 대수층에서의 장기 압력 거동을 나타내는 간략화된 유사정상상태 확산방정식을 방사형 시스템에 적용하고 그 해를 이용하였다. 다양한 형태의 원통좌표계 시스템에서 본 해법의 적용성을 검토하고 그 결과를 그래프로 제시하였다. 기존의 결과와 비교해볼 때 본 해법을 이용할 경우 최소의 계산량으로 매우 정확한 유사표피인자 값을 계산할 수 있음을 나타내었다. 특히 본 해법은 기하학적으로 복잡한 시스템에 매우 유용함을 보여주었다.
3D 패키징 기술은 전기소자의 소형화, 고용량화, 저전력화, 높은 신뢰성등의 요구와 함께 그 중요성이 대두대고 있다. 이러한 3D 패키징의 연결방법은 와이어 본딩 또는 플립칩등의 기존의 방법에서 TSV(Through Silicon Via)를 이용하여 적층하는 방법이 주목받고 있다. TSV는 기존의 와이어 본딩과 비교하여 고집적도, 빠른 신호전달, 낮은 전력소비 등의 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. TSV의 세부 공정 중 비아필링(Via filling)기술은 I/O수 증가와 미세피치화에 따른 비아(Via) 직경의 감소 및 종횡비(Via Aspect Ratio)증가로 인해 기존 필링 공정으로는 한계가 있다. 기존의 비아 홀(Via hole)에 금속을 필링하기 위한 방법으로 전기도금법이 많이 사용되고 있으나, 전기도금법은 전기도금액 조성, 첨가제의 종류, 전류밀도, 전류모드 등에 따라 결과물에 큰 차이가 발생되어, 최적공정조건의 도출이 어렵다. 또한 20um이하의 비아직경과 높은 종횡비로 인하여 충진시 void형성등의 문제점이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 용융솔더와 진공을 이용하여 비아를 필링시켰다. 이 방법은 관통된 비아가 형성된 웨이퍼 양단에 압력차를 주어, 작은 직경을 갖는 비아 홀의 표면장력을 극복하고, 용융상태의 솔더가 관통된 비아 홀 내부로 필링되는 방법이다. 관통 비아홀이 형성 된 웨이퍼 위에 솔더페이스트를 $250^{\circ}C$이상 온도를 가해 용융상태로 만든 후 웨이퍼 하부에 진공을 형성하여 필링하는 방법과 용융솔더를 노즐을 통하여 위쪽으로 유동시켜 그 위에 비아홀이 형성된 웨이퍼를 접촉하고 웨이퍼 상부에 진공을 형성하여 필링하는 방법으로 실험을 각각 실시하였다. 이 때, 웨이퍼 두께는 100um이하이며 홀 직경은 20, 30um, 웨이퍼 상부와 하부의 진공차는 약 0.02~0.08Mpa, 진공 유지시간은 1~3s로 실시하여 최적 조건을 고찰하였다. 각 조건에 따른 필링 후 단면을 전자현미경(FE-SEM)을 통해 관찰하였다. 실험 결과 0.04Mpa 이상에서 1s내의 시간에 모든 비아홀이 기공(Void)없이 완벽하게 필링되는 것을 관찰하였으며 이 결과는 기존의 방법에 비하여 공정시간을 감소시켜 생산성이 대폭 향상 될 수 있는 방법임을 확인하였다.
본 연구의 목적은 초중등학생 대상 알고리즘 교육을 위한 알고리즘 분류체계를 제안하는 것이다. 연구자는 알고리즘의 구성요소를 정의하고, 분석합성식 방법으로 알고리즘 분류체계를 표현하였다. 연구의 내용은 다음과 같다. 첫째, 분류의 목적과 분류의 종류에 대한 이론적인 탐색을 실시하였다. 둘째, 기존에 제안된 알고리즘 내용에 대한 분류체계의 내용과 그 한계에 대해 살펴보았다. 이와 더불어 알고리즘 교육 연구에서 사용되었던 알고리즘 교육 내용 및 선정 기준에 대해 살펴보았다. 셋째, 알고리즘의 분류를 위해 알고리즘 구성요소를 NRC에서 제시한 핵심 아이디어와 관통 개념을 사용하여 재정의하였다. 그리고 알고리즘 관통 개념을 디자인 구조와 자료구조로 세분화하여 그 내용을 제시하였으며, 이 내용을 분석합성식 분류체계를 사용하여 표현하였다. 마지막으로 전문가 집단의 검토를 통해 제안한 내용에 대한 타당도를 검증하였다. 알고리즘 분류체계에 대한 연구는 알고리즘 교육에 있어 내용 선정 및 교육 방법에 많은 시사점을 제공할 것으로 기대한다.
연안유역으로 유입되는 소하천의 유량 및 오염물질의 농도는 유역의 기상상태(강우량 및 증발량), 토지피복도, 인공구조물의 운영규clr 등에 의하여 변화한다. 특히, 강우에 의한 오염부하량 변화는 평상시의 오염부하량에 비하여 그 변화량이 매우 크기 때문에 평상시의 측정간격으로는 보다 정확한 오염부하량 산정에 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 충청남도 보령시를 관통하는 대천천을 대상으로 강우에 의한 오염부하량 변화를 연속적으로 측정하였다. 대천천은 상류지역에 청천저수지가 형성되어 있으며, 보령시내를 관통하는 과정에서 도시 오염물질이 유입되는 양상을 보이고 있으며, 천수만 입구지역으로 유입되는 지방하천이다. 유역오염부하량 계산에 필요한 유량은 보(weir)에서 측정한 수위자료를 이용하여 환산하였으며, 수온, 탁도 및 염도는 OBS-3A 장비를 이용하여 연속측정하였다. 또한, 영양염류의 오염물질 농도는 30분 간격으로 채수하여 분석하였다. 분석결과, 오염물질 항목에 따라 시간에 따른 오염부하량 변화양상이 매우 상이하게 나타났으며, 변화 폭도 매우 크게 나타나서 강우시의 오염부하량을 추정하기 위해서는 1시간 간격 이내의 관측자료를 이용하여 추정하는 방법이 타당한 것으로 파악되었다.
본 연구에서는 지진시 앵커기초의 파괴한계성능을 평가하기 위하여 진동대 실험을 수행하였다. 앵커기초에 발생 가능한 열화현상인 균열의 영향을 평가하기 위하여 균열이 없는 시편, 관통균열 시편 그리고 파괴예상면 내에 측면균열이 있는 시편을 제작하여 각각의 파괴한계성능을 평가하였다. 우선적으로 임팩트 해머에 의한 가진 실험을 통하여 동특성분석실험을 수행하여 실험모형의 동특성을 분석하였으며, 앵커기초의 파괴 시까지 진동대 실험을 수행하여 극한거동을 평가하였다. 최종적으로 앵커기초의 설계기준과 비교하여 거동특성을 분석하였다.
In order to investigate the effect of surface treatment in Aluminium alloy and Titanium alloy which are used to armor material during ballistic impact, a ballistic testing was conducted. Anodizing was used to achieve higher surface hardness of Aluminium alloy and Iron plating in PVD(Physical Vapor Deposition) method was used to achieve higher surface hardness of Titanium alloy. Surface hardness test were conducted using a Micro victor's hardness tester. Ballistic resistance of these materials was measured by protection ballistic limit(V-50), a statical velocity with 50% probability penetration. Fracture behaviors and ballistic tolerance, described by penetration modes, are respectfully observed from the results of V-50 test and Projectile Through Plates (PTP) test at velocities greater than V-50. PTP tests were conducted with 0$^{\circ}$obliquity at room temperature using 5.56mm ball projectile. V-50 tests were conducted with 0$^{\circ}$obliquity at room temperature with projectiles that were able to achieve near or complete penetration during PTP tests. Surface hardness, resistance to penetration. and penetration modes of surface treated alloy laminates are compared to those of surface non-treated alloy laminates. A high speed photography was used to analyze the dynamic perforation phenomena of the test materials.
Based on detailed FE limit analyses, the present paper provides tractable approximations fer plastic limit pressure solutions fur axially through-wall-cracked pipe; axially (inner) surface-cracked pipe; circumferentially through-wall-cracked pipe; and circumferentially (inner) surface-cracked pipe. In particular, for surface crack problems, the effect of the crack shape, the semi-elliptical shape or the rectangular shape, on the limit pressure is quantified. Comparisons with existing analytical and empirical solutions show a large discrepancy in circumferential short through-wall cracks and in surface cracks (both axial and circumferential). Being based on detailed 3-D FE limit analysis, the present solutions are believed to be the most accurate, and thus to be valuable information not only for plastic collapse analysis of pressurised piping but also for estimating non-linear fracture mechanics parameters based on the reference stress approach.
In this paper the effect of stress ratio on the fatigue crack growth rate of aluminum alloy A5083-O was examined. The fatigue tests were carried out using CCT (center cracked tension) specimens and CT(compact tension) specimens which were subjected to 0.5 and -1.0 stress ratio respectively. The obtained results are as follows; 1) The $\DeltaK_{th}$ as the function of stress ratio R was introduced in evaluating the fatigue crack growth rate of A5083-O. 2) A new model evaluating the effect of stress ratio on the fatigue crack growth rate was developed over the region of low and high propagation rate.
반도체 배선 미세화에 의한 한계를 극복하기 위해 실리콘 관통 비아(through silicon via, TSV)를 사용한 소자의 3차원 적층에 대한 연구가 진행되고 있다. TSV 내부는 전해도금을 통해 구리로 채우며, 소자의 신뢰성을 확보하기 위해 결함 없는 TSV의 채움이 요구된다. TSV 입구와 벽면에서는 구리 전착을 억제하고, TSV 바닥에서 선택적으로 구리 전착을 유도하는 바닥 차오름을 통해 무결함 채움이 가능하다. 전해 도금액에 포함되는 유기 첨가제는 TSV 위치에 따라 국부적으로 구리 전착 속도를 결정하여 무결함 채움을 가능하게 한다. TSV의 채움 메커니즘은 첨가제의 거동에 기반하여 규명되므로 첨가제의 특성을 이해하는 연구가 선행되어야 한다. 본 총설에서는 첨가제의 작용기작을 바탕으로 하는 다양한 채움 메커니즘, TSV 채움 효율을 개선하기 위한 평탄제의 개발과 3-첨가제 시스템에서의 연구, 첨가제 작용기와 도금 방법의 수정을 통한 채움 특성의 향상에 관한 연구를 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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