• 대한기계학회논문집A
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• 제40권9호
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• pp.815-820
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• 2016

탄성중합체와 흑연입자의 복합재는 전기 전도성 유연 소재로써, 대변형률 측정센서의 감지소자 제작에 적합하다. 본 연구에서는 기계적 연성이 우수한 탄성중합체인 polydimethylsiloxane(PDMS)와 전기 전도도가 높은 박리 후 파쇄된 흑연(expoliated and fragmented graphite, EFG)을 혼합하여 새로운 전기 전도성 유연 소재를 합성한 후 이를 이용하여 측정대상물의 변형률을 50% 이상까지 측정할 수 있는 고감도 연성 센서를 개발한다. 먼저, 천연 흑연가루를 전자레인지로 팽창시킨 후 초음파분쇄로 파쇄시켜 EFG를 준비한 후 PDMS와 혼합하여 전기 전도성 유연 소재를 준비한다. 1, 2 및 3축 대변형률 연성 센서는 상기 복합재로 만들어진 감지소자층과 순수 PDMS로 만들어진 절연층으로 구성되며, 각층은 저압스프레이 기반의 스텐실 기법을 통해 복합재 혹은 순수 PDMS 용액을 반복적으로 적층함으로써 제작된다. 본 논문에서는 PDMS와 EFG의 혼합비가 전기 전도성 유연 복합재의 기계적 연성과 전기 전도성에 미치는 효과에 대해 집중적으로 살펴본다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권11호
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• pp.1697-1704
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• 2001

A finite element model for polarization switching in electro-mechanically coupled materials is proposed and applied to predict the switching behavior of a two-dimensional ferroelectric ceramic. A complicated micro-structure existing in the material is modeled as il continuum body and a simple 3 node triangle finite element with nodal displacement and voltage degrees of freedom is used for a finite element analysis. The elements use nonlinear constitutive equations, switching criterion and kinetic relation, fur representation of material response at strong electric and stress fields. The polarization state of the material is represented by internal variables in each element, which are updated at each simulation step based on the proposed constitutive equations. The model reproduces strain and electric displacement hysteresis loops observed in the material.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권3호
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• pp.284-291
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• 2002

전기비저항법을 이용하여 2.25Cr-1Mo 강의 경년열화도를 평가하고자 하였다. 2.25Cr-1Mo 강이 $540^{\circ}C$에서 장시간 노출되었을 때 일어나는 미세조직 변화를 모사하기 위해 인공 열화를 실시하였으며 열화에 따른 미세조직 인자 (고용원소의 함량), 기계적 성질 (연성-취성 천이온도 ), 전기비저항을 측정하여 이들간의 상호관계를 구하고자 하였다. 열화재에서는 기지내의 고용 원소 (Mo 와 Cr)의 고갈이 나타났다. 연성-취성 천이온도는 열화 초반부에 급격히 증가 후 포화되는 경향을 보인 반면 전기비저항은 열화 초반부에 급격히 감소 후 포화되는 경향을 보였다. 즉, 열화 시간에 따른 연성-취성 천이온도의 변화 경향과 전기비저항의 변화는 서로 반대적으로 변화하는 관계를 나타내었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.285-287
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• 2011

본 논문에서는 지능형 작동기의 효율적 설계와 특성예측을 위하여 기계적 상사 모델을 개발하고, 작동기의 최적작동 조건을 고찰한다. 먼저 지능형 작동기의 기계적 상사는 단순한 2자유도 스프링-메스-뎀퍼 시스템으로 등가 시스템을 구현하였다. 이 때 스프링 강성계수는 시스템의 강성 또는 전기-기계 연성계수 등으로 상사되며, 전기회로 구성품 등은 질량, 뎀퍼 등으로 상사되어진다. 단순화된 기계적 상사모델을 이용하여 작동조건에서의 전기회로 구성품의 튜닝을 최적화 할 수 있다. 특히 작동기의 공진주파수에서의 특성을 고려하여 최적조건을 도출함으로써 그 성능을 극대화 할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.25-34
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• 2003

본 논문에서는 압전 작동기가 삽입되거나 부착된 구조를 해석하기 위하여, 기존의 기계적 문제만을 고려한 9 절점 가정변형률 쉘 요소의 정식화를 전기-기계연성 문제에도 적용 가능하도록 확장하였다. 본 쉘요소는 잠김현상을 완화할 수 있고, 두께변형을 고려하기 위해 각 절점에서 6개의 자유도를 갖는 특징이 있다. 전기-기계 자유도들은 구성방정식을 이용하여 연계시켰다. 변위장은 요소의 전체 두께방향으로 선형으로 가정하였고, 전기적 포텐셜은 각각의 압전재료층에 대해 선형으로 가정하였다. 확장된 정식화에 기초한 유한요소 프로그램을 개발하였고, 수치예제들을 통해 프로그램을 검증하였다. 개발된 쉘 요소에 의한 결과는 다른 참고문헌들의 결과들과 잘 일치하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.290-291
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• 2011

본 논문에서는 열-전기-기계 하중 하의 지능형 복합재료 보 모델을 전산점근해석기법에 기초하여 개발하였다. 열-전기-기계 하중 하의 구조물은 지난 십년간 많은 연구가 있어왔으나, 주로 고전적 보 모델에 기반을 두어 진행되어져 왔다. 멀티피직스 환경하의 구조물은 여러 가지 하중의 조합과 이에 따른 연성효과의 고려가 필수적이다. 따라서 공학적인 가정이 없는 점근해석기법은 보다 정확한 등가 보 모델을 개발하는데 있어 기반요소가 될 수 있다. 본 연구에서는 3차원 멀티피직스 구성방정식으로부터 출발하여 점근기법을 적용 체계적으로 등가 보 모델을 유도하고 그 해석 결과를 고찰하고자 한다.

• 한국재료학회지
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• 제11권4호
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• pp.312-318
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• 2001

다발체 형성과 인발 공정으로 제조된 Cu-Nb 필라멘트 미세복합재료의 기계적 전기적 특성에 대하여 연구하였다. Nb의 함량이 증가함에 따라 강도는 점차 증가하였으나 연성은 Nb의 함량에 무관하였다. 293K와 75K에서의 항복강도의 비율은 Cu-Nb 미세복합재료의 Young의 계수 비율과 비슷하게 관찰되었다. 이러한 사실은 주로 장범위 방해물(athermal obstacles)들이 Cu-Nb 마세복합재료의 강도에 영향을 미친다는 것을 의미한다. 파면 조직관찰 결과는 Cu-Nb 미세복합재료는 Nb의 함량에 판관계없이 연성파괴의 특성을 나타내었으며, 부전선재 (subelematal wires)사이의 계면을 따라 발생하는 2차크랙 (secondary crack) 의 양은 Nb 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 전기 전도도와 비저항비 (${\rho}_{293k}/{rho}_{75k}$)는 Nb 함량이 증가할수록 감소하였다. 이와 같은 Nb함량에 따른 전기전도도와 비저항비의 감소는 계면산란의 기여도가 증가하였기 때문이다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.1140-1148
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• 2006

이 논문에서는 압전션트를 이용한 지능패널의 투과 손실에 대해 연구하였다. 지능패널의 전기-기계 연성계수인 어드미턴스를 도입하여 션트 댐핑의 성능을 예측하였다. 유한요소를 사용하여 수치적인 어드미턴스를 계산하였고 실험결과와 비교하였다. 압전션트 시스템에서 소음 저감의 효과를 보여주기 위해 지능패널의 투과 손실을 연구하였다. 두 개의 모델을 사용하여 어드미턴스와 투과 손실과의 관계를 규명하였고 이 관계에서 어드미턴스를 지능패널의 설계 지수로 사용가능함을 발견하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.435-440
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• 2001

Piezoelectric solids such as PZT and PLZT have been widely used as sensors and actuators for various smart systems. One of the problems arising in actuator applications is that a larger actuation force needs to be produced from a small system. This naturally leads to local electric field or stress concentration and thereby resulting in a nonlinear behavior inside the system, Hence, it becomes more important to predict the nonlinear behavior of piezoelectric solids. In this paper we investigate the mechanism of nonlinear behavior in those materials and suggest a constitutive and finite element model. The calculation results obtained from the model seem to be qualitatively consistent with experiments.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.177-180
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• 2003

초 박형 실리콘 칩을 이용하여 실리콘 칩들을 포함한 모듈 전체가 굽힘이 자유로운 유연 패키징 기술을 구현하였으며 bending test와 FEA를 통해 초 박형 실리콘 칩의 기계적 특성을 살펴보았다. 초 박형 실리콘칩$(t<30{\mu}m)$은 표면손상의 가능성을 배제하기 위해 화학적 thinning 방법을 이용하여 제작되었으며 열압착 방식에 의해 $Kapton^{(R)}$에 바로 실장 되었다. 실리콘칩과 $Kapton^{(R)}$ 기판간의 단차가 적기 때문에 전기도금 방식으로 전기적 결선을 이룰 수 있었다. 이러한 방식의 패키징은 이러한 공정은 flip chip 공정에 비해 공정 간단하고 wire 본딩과 달리 표면 단차 적다. 따라서 연성회로 기관을 비롯한 인쇄회로기판의 표면뿐만 아니라 기판 자체에 삽임이 가능하여 패키징 밀도 증가를 기대할 수 있으며 실질적인 실장 가능면적을 극대화 할 수 있다.