• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.229-235
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• 2016

본 논문에서는 기존에 개발된 생브낭의 원리를 이용한 응력개선방법에 부가적인 면외 워핑함수를 도입하여 후처리함으로써 기계 및 열응력을 개선할 수 있는 방법을 소개하였다. 열응력 예측이 중요한 문제로 다루어지고 있으며, 이에 따라 수많은 보이론들이 개발되어왔다. 일반적으로 고차이론들이 열응력 예측에 유용하다고 알려져 있지만, 자유도가 많아 계산과정이 복잡하다는 단점이 존재한다. 이러한 단점들을 보완하기 위해, 본 연구에서는 계산이 비교적 간단한 고전 보이론의 변위장에 면외 워핑함수를 부가적으로 도입하고 합응력 등가를 통해 후처리함으로써 보 구조물의 열응력을 정확하게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 그리고 다양한 경계조건을 가지는 수치예제들을 통해 탄성해와 비교함으로써 그 정확도를 검증하고, 면외 워핑함수가 응력개선에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

• 유변학
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• 제9권1호
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• pp.16-26
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• 1997

사출 성형된 제품에서 발생하는 잔류응력은 최종 제춤의 기하학적 정밀도와 기계적 성질 및 열적 성질에 영향을 미친다. 사출성형된 제품의 잔류응력을 예측하기 위해서는 먼 저 열 및 유동장의 해석을 수행하여야 하고이를 위해서는 사출 성형의 세단계. 즉 충전, 보 압, 냉각을 모두고려해야한다. 검사체적 방법에 기초한 혼합 유한요소/유한차분방법을 사용 하는 수치 해석적 기법에 의하여 충전과정가 후충전 과정의 유동장 해서을 수행하였다. 일 반화된 헬레쇼 유동을 가정하였고 보압과 냉각과정시의 고본자의 압축성을 고려하였다. 점 도의 전단 변형률의 크기와 온도에 대한 의존성은 개선된 크로스 모델을 사용하여 나타내었 다. Tait에 의해 제안된 상태방정식은 고분자의 온도, 압력, 부피의 상호관계를 묘사하는 좋 은 방법을 제공하였다. 유동해석을 통하여 전 공정에 걸쳐서 온도와 압\ulcorner장의 변화에 대한 데이터를 얻었고 제품의 고체 응력해석의 입력 데이터로 사용하였다. 유한요소응력해석에는 평면 응력요소를 사용하였다. 다양한 형태의 금형에 대해서 공정 변수들을 달리하여 유동장 의 해석과 잔류응력의 계산을 수행하였다. 이로부터 공정조건과 유동장의 관계를 밝히고 최 종 제춤의 잔류 응력에의 영향을 고찰하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.76-76
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• 2003

제 3세대로 불리우는 차세대 발전시스템인 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)는 연료전지 가운데 발전효율이 가장 높고, NOx와 SOx의 발생이 없는 무공해 청정에너지 발전 시스템으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이중 원통형 구조는 전력밀도가 평판형 구조에 비해 다소 떨어지나 반응기체의 밀봉이 쉽고, 기계적 강도가 높으며, 열응력에 대한 저항성이 높아 스텍제작이 비교적 용이하며 장기 운전이 가능하다는 장점이 있으며, 평판형 구조의 경우는 전류의 흐름이 구성요소의 면에 수직방향으로 흐르므로 전력밀도가 높은 장점이 있으나 가스의 밀봉이 어렵고, 기계적 강도나 열응력에 대한 저항성이 높은 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 원통형 구조와 평판형 구조의 상호 장점을 보완하여 기존의 원통형의 구조를 최적화하여 개선한 연료극 지지체식 Flat-Tube형 고체산화물 연료전지의 제조와 특성에 대한 연구를 발표하고자 한다.

• 기계저널
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• 제34권5호
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• pp.326-333
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• 1994

신소재의 보편적인 정의는 "재료의 원료를 새로 개발하거나, 종래의 원료에 개선된 제조기술 또는 응용기술을 적용시켜 종래에 없던 우수한 특성, 기능을 갖게 하는 소재"라고 한다. 즉, 고 부가 가치의 금속, 세라믹스, 폴리머, 복합재료를 총칭하여 신소재 또는 첨단소재(advanced materials) 라고 하며, 산업기기의 중요한 기능소재로서 기계공업의 발전에 필수적이다. 1970년대부터 1980 년대 초반에 걸쳐 본격적으로 시작된 세라믹스에 관한 연구는 제조 및 사용분야 전반에 걸쳐 기술혁신을 가져왔다. 그후 천연 광석분말만이 아니라 새로운 화학적 방법으로 제조된 분말을 사용하여 창출된 재료라는 뜻으로 "뉴(new)세라믹스"라고 불려지거나, 개선된 제조기술을 통하여 재료의 섬세한 미세조직을 얻음으로 우수한 특성을 갖는 재료라는 뜻으로 "파인(fine)세라믹스" 등의 이름이 붙여지게 되었다. 이제 센서용 소재는 물론이고, 가위, 손목시계 케이스, 바이오 세라믹스 등에 이르기까지 10년 전보다 훨씬 다양하게 세라믹스를 사용한 물체를 발견할 수 있다. 이들 세라믹스 중 기계적, 또는 열 응력을 받는 구조물에 적용되는 것을 구조 세라믹 스(structural ceramics)라고 한다. 이 글에서는 차세대 자동차 및 항공기에까지 적용이 시도되고 있는 이들 구조세라믹스를 대상으로 하여 일반적으로 제조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.117-125
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• 2023

본 논문에서는 복합소재 적층 구조물의 열-기계적 거동을 효과적으로 예측할 수 있는 8절점 판 요소 기반 전산해석 기법을 제안하고자 한다. 횡방향 수직 변형이 고려된 개선된 일차전단변형이론을 바탕으로 유한요소 정식화를 수행하였으며, 독립적으로 가정되는 변위장 및 응력장 사이의 타당한 수학적 관계식을 도출함으로써 해석 결과의 정확도와 계산 과정의 효율성을 동시에 향상시키고자 하였다. 또한, 횡 방향 변위장의 개선을 통해 횡 방향 수직 변형을 효과적으로 고려함으로써, 복합소재 적층 구조물의 열적 거동 예측 과정에서의 신뢰성을 확보하고자 하였다. 수치 예제로써 열-기계 하중을 받는 2차원 복합소재 적층평판을 고려하였으며, 3차원 탄성해 및 참고문헌에서 활용 가능한 해석 결과와의 비교, 검토를 통해 제안된 유한요소 해석 기법의 성능을 검증하였다.

• 기계저널
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• 제34권11호
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• pp.859-866
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• 1994

석유화학플랜트에서 운용되는 반응로, 저장탱크, 열교환기 등의 압력용기 그리고 배관 등의 시 설물은 장기간 사용함에 따라 고온, 고압, 부식성 분위기, 열응력, 피로 등 여러 가지 요인으로 경년열화되어 노후화 된다. 일반적으로 이들 설비들에서 작용하는 유체나 가스의 누출은 화재나 폭발과 같은 재해 뿐만아니라 주위 환경을 오염시켜 공해를 유발하게 되며, 이들 시설물에 대한 신뢰성 및 안전성 확보는 국가기간 산업에서 매우 중요하며 이와 관련된 장치의 설계, 시공 뿐만 아니라 시험검사 및 평가기술 측면에서도 중요시되고 있다. 플랜트 시설물에 대한 가동중 주기적인 안전진단은 현상의 파악 뿐만 아니라 인명과 재산의 손실을 미연에 예방하고 경제적 이고 효율적인 운영계획 수립에 필수적인 것이다. 이 글에서는 국내 석유화학플랜트의 검사현 황을 알아보고 앞으로 플랜트의 효율적 운영 및 안전 운전을 위한 가동중검사 기술 및 개선대 책에 대하여 기술하고자 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.43-48
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• 2022

본 연구에서는 재료의 이방성 점탄성 거동을 고려한 해석 기법을 개발하여 휨(Warpage) 해석의 정합성을 개선하고자 하였다. 먼저, 이방성 점탄성 거동 구현을 위해 구리 패턴(Cu trace) 및 범프(Bump)가 존재하는 패키지를 모델링 하였다. 복잡한 형상의 범프 영역은 대표체적요소 모델을 기반으로 등가 이방성 점탄성 물성 및 열 팽창계수를 도출하였다. 도출된 물성을 기반으로 패키지에 0~125도의 열 주기(Thermal cycle)를 가하였으며, 열 주기에 따른 패키지의 휨 경향을 확인하였다. 해석 결과의 검증을 위해 해석 모델과 동일한 패키지를 제작하였고, 쉐도우 모아레 간섭계(Shadow Moire interferometer)를 통해 열 주기에 따른 실제 패키지의 휨 정도를 측정하였다. 결과적으로 구리 패턴, 범프 등의 요소가 고려된 등가 이방성 점탄성 해석 기법의 적용으로 5 ㎛ 이내의 오차로 패키지의 휨 정도를 계산하고 휨의 형태를 예측할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.761-767
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• 2012

본 연구에서는 압출 컴파운딩 공정 및 압축 성형 공정을 이용하여 직하형 LED backlight unit(BLU)용 PC계 확산판을 제조하였다. 광 확산제로 무기 실리카 다공체의 적용을 시도하였으며, 제조된 확산판의 광학 및 열적, 기계적 물성의 변화를 조사하였다. 모폴로지 관찰을 통하여 광 확산제가 압출 공정 중 발생된 높은 전단응력에 의하여 PC 매트릭스 상에서 응집 현상 없이 균일하게 분산되었음을 확인하였다. 실리카 다공체를 보조 확산제로 첨가한 경우 확산판의 위치 및 시야각에 따른 휘도 균일도가 순수 아크릴 비드만을 첨가한 경우에 비해 뚜렷하게 향상되었으며, 반면에 절대휘도의 감소 정도는 매우 낮은 것으로 나타났다. 또한 첨가된 실리카 다공체는 확산판의 열 및 기계적 성질의 개선에도 기여하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.253-253
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• 2007

압전 액츄에이터 및 초음파진동자의 응용범위가 넒어짐에 따라 변위량, 응력 등을 개선시키기 위해 전기기계결합계수 kp 및 압전 d상수가 종전보다 큰 재료가 요구되고 있으며, 초음파진동자나 압전 모터와 같이 마찰에 의한 열손실이 많이 발생하는 액츄에이터에 적용할 큰 기계적품질계수롤 가지는 저손실 압전 액츄에이터 및 초음파진동자용 재료가 필요한 실정이다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만, $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전특성의 저하가 문제시 되고 있다. $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$는 약 $-120^{\circ}C$정도의 큐리온도룰 가지는 강유전체로 Pb(Zr, Ti)$O_3$계 세라믹스에 치환 시 유전상수와 전기기계결합계수를 개선시키는 대표적인 성분이다. 따라서 본 연구에서는 저온소결 저손실의 적층형 압전 액츄에이터를 개발하기 위해 PMS-PMN-PZT계 세라믹스에 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ 세라믹스를 치환하고 $Li_2CO_3$와 $Na_2CO_3$ ZnO를 소결조재로 사용하여 저온소결 하였으며 PNN 치환량에 따른 결과를 관찰 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.160-169
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• 1987

본 논문에서는 위의 연구에서 제안되는 즉, 유동장 내에서 형식이 변화되는 새롭고 보다 정확한 형태의 와도방정식을 사용하여 평면 4:1수축을 지나는 유동을 수 치모사하고자 한다. 2장에서는 UCM유체의 평면 Poiseuille 유동 및 평면 4:1수축을 지나는 유동을 개략적으로 고찰하고, 유동장이 와도에 관하여 타원형 혹은 쌍곡선형으 로 구별될 수 있음을 밝힌다. 3장에서는 Murman과 Cole의 형식에 따른 차분법을 원 용하여 Crochet, Davies와 Walters의 유한차분법을 개선함으로써, 와도방정식을 수치 근사하는데 있어서, 타원형 구역에서는 중심차분 근사, 쌍곡선형 구역에서는 후진차분 근사하는 방법을 도입 한다. 4장에서는 본 연구의 계산 결과를 R=0에 대한 Davies, Lee와 Webster의 계산결과와 비교하고, 레이저를 이용한 Walters와 Rawlinson의 유동 가시화 실험과도 정성적인 비교를 한다.즉 유동함수의 분포를 실험 및 종래의 계산 결과와 비교하며, 와도, 응력의 분포를 와도의 형식변화 관점에서 검토하였다.