• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.79-79
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• 2010

저온용 무연 솔더의 대표 조성으로 고려되고 있는 Sn-58Bi(융점: $138^{\circ}C$) 공정(eutectic) 조성은 우수한 강도에도 불구하고 연성(ductility) 측면에서의 문제점이 지속적으로 보고되고 있다. 따라서 이 합금계의 연성을 최대로 개선시킬 수 있으면서도 실제 상용화가 가능한 합금 조성의 개발 연구가 요청된다. 본 연구에서는 Sn-Bi 2원계 조성에서 최대의 연성을 나타내는 것으로 보고된 Sn-40Bi 조성에 미량의 합금원소를 첨가함으로써 최대의 연성을 확보하는 한편, 그 연성 특성이 변형속도에 어느 정도 민감한지를 인장 실험을 통해 결정하고자 하였다. 합금원소로는 0.1~0.5 wt%의 Ag, Mn, In, Cu를 선택하였으며, 인장 시편을 제조하여 $10^{-2}$, $10^{-3}$, $10^{-4}\;s^{-1}$의 3종류로 변형속도를 변형시켜가며 응력-변형 곡선(stress-strain curve)을 측정하였고, 조성별, 변형속도별로 최대인장강도(ultimate tensile stress, UTS) 및 연신율 결과들을 정리하였다. 합금원소를 첨가한 조성의 경우는 모든 시험 조건에서 Sn-40Bi보다 우수한 연신률을 나타내는 것으로 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$의 빠른 변형속도에서는 그 향상 정도가 상대적으로 감소하는 경향이 관찰되었다. 특히 Sn-40Bi-0.5Ag 조성의 경우 느린 변형속도에서 특히 눈에 띄는 연신률 값을 나타내며, 모든 변형속도 조건에서 가장 우수한 연성을 나타내었다. 한편 Sn-40Bi-0.1Cu 조성의 경우 변형속도에 따른 연신률의 변화 정도, 즉, 변형속도에 따른 연신률의 민감도가 매우 커 $10^{-4}\;s^{-1}$ 속도에서는 Sn-40Bi-0.5Ag에 버금가는 연신률 값이 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$ 속도에서는 가장 나쁜 연신률 특성을 보여주었다. Sn-40Bi-0.2Mn 조성은 최고의 연신률 향상 특성을 나타내지는 않았으나, In을 첨가한 경우보다는 대체적으로 우수한 연성을 나타내었다. 이상의 각 합금별 연성 특성은 인장시험 전의 미세조직 관찰 결과와 인장시험 후 파면부의 조직변화 관찰 결과로부터 해석되었다. 그 결과 석출상의 형성 여부, 인장 시험 중 재결정 조직의 형성 여부, 라멜라(lamellar) 조직의 분율과 라멜라 간격(lamellar spacing)의 정도 또는 $\beta$-Sn과 라멜라 조직 사이의 결정립계와 라멜라 조직 내 결정립계에서의 슬라이딩 모드(sliding mode) 변형 정도, 석출상의 크기와 분포 정도 등이 연신률 및 변형속도 민감도와 같은 연성 특성에 가장 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.11
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• pp.1369-1375
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• 2011

Shot ball impacts to materials cause residual compressive stress on their surfaces. Improving the fatigue strength of a material that has this residual compress stress is the purpose of the shot peening process. A numerical study was performed to evaluate the effect of the strain rate sensitivity and hardness of the shot ball on the residual compressive stress. We calculated the residual compressive stress due to multiple impact shot peening using ABAQUS 6.9-1. AISI 4340 steel was the material used in this study. We compared the effects of high strain rate sensitivities and low strain rate sensitivities and found that when the material's sensitivity to the strain rate increased, the residual compressive stress decreased. In addition, the residual compressive stress of low-hardness material is higher than that of high-hardness material.

• Tunnel and Underground Space
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• v.18 no.3
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• pp.214-218
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• 2008

Dynamic fracturing of anisotropic granite was investigated by SHPB (Split Hopkinson Pressure Bar). Energy absorption during the test and maximum stress were increased as strain rate increased. Maximum stresses in every direction were dependent on the strain rate but not so sensitive to anisotropy. Elastic wave velocity was decreased as strain rate increased and dependent on strain rate in every direction. Especially, elastic wave velocity decreased more rapidly in a strong rock.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2005.10a
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• pp.148-151
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• 2005

This paper is concerned with the thermo-mechanical behavior and temperature dependent strain rate sensitivity of steel sheet for an auto-body. In order to Identify the temperature dependent strain rate sensitivity of SPRC35R and SPRC45E, uniaxial tension tests are performed with the variation of the strain rates from 0.001/sec to 200/sec, and the variation of environmental temperatures from $-40^{\circ}C\;to\;200^{\circ}C$. The thermo-mechanical response at the quasi-static state is obtained with the static tensile test and at the intermediate strain rate is from the high speed tensile test. The experimental results show that the strain rate sensitivity increases at low temperature and it decreases at high temperature. It means that as the strain rate getting increasing, the variation of flow stress is more sensitive on the temperature. The results also indicates that the material properties of SPRC35R is more depend on the changes of strain rates and temperature than those of SPRC45E.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.1852-1860
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• 1991

A shape design sensitivity of the elastic deformation due to a change of traction boundary condition is presented. The solution of governing equations for a linear elasticity problem is obtained by finite element method and the traction boundary is defined by design variables. The performance functional to be considered involves both the domain and boundary integral. Variations of geometry can be defined as design velocity. Using material derivative concept and adjoint equations, the design sensitivity is derived by Lagrange multiplier method. For a given geometry of a structure, the change of traction boundary is described by the tangential component of the design velocity only. The final result for the shape design sensitivity is formulated as the boundary integral form, the integrand is defined by tangential component of design velocity and first order derivatives of parameters. Numerical implementation of design sensitivity is discussed and is compared with the difference of the actual values.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.3
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• pp.371-378
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• 1995

YBCO 산화물 초전도체의 초소성 변형에 대한 최적 변형조건을 파악하고자 80$0^{\circ}C$~93$0^{\circ}C$의 온도범위에서 1.0 $\times$ $10^{-3}$s^{-1}$!1.0 $\times$ $10^{-7}$s^{-1}$의 초기변형속도로 압축시험을 수행하였다. 변형속도 민감지수는 m=0.50 $\pm$ 0.1로 나타났다. 이는 결정립계 미끄러지\ulcornerㄹ 주 변형기구로 하는 초소성임을 의미한다. 결정립크기에 따른 유동응력과의 관계는 $\sigma$\propto$d^{1.8 $\pm$ 0.3}$의 지수함수식을 이루고 있으며 Nabarro-Hering 크\ulcorner과 상응하는 격자확산이 확산경로임을 보였다. 초소성 변형에 대한 활성화에너지는 Q=571 $\pm$ 30 kJ/mole이었다. 본 실험온도 구간에서 압축 변형시 변형속도, 변형응력 및 결정립크기에 따른 고온 변형거동 관계식은 $\varepsilon$=A$\sigma$^{2.00 $\pm$ 0.04 - 1.8 $\pm$ 0.3}$ exp(-571 $\pm$ 30kJ/RT)와 같이 유도 되었다. 본 실험조건에서 최적 초소성 변형조건은 86$0^{\circ}C$ 부금, 초기변형속도 ~1.0 $\times$ $10^{-4}$S^{-1}$이었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1563-1571
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• 1991

본 연구에서는 가상일 원리로 부터 유한 요소 수식화를 updated-Lagrangian 형태로 유도하였으며, 유도된 수식화를 연속체 유한 요소로 유한 근사화 하였다. 이 때 초소성 재료의 거동은 비압축성, 비선형 점성 유ㄷ옹으로 묘사하였다. 유한 요소 프로그램은 성형 기구 해석과 하중 압력을 제어하는 기법으로 구성되어 있으며 하중 압력의 제어는 성형 시간이 최소가 되게 하기 위하여 변형률 속도 민감 계수가 최대가 되고, 국부 변형에 의한 두께 감소를 방지하며 변형률 속도는 일정하게 유지되면서 성 형이 될 수 있도록 하였다. 즉 하중 압력 제어는 상당 변형률 속도가 최대가 되게하 여 성형 시간을 최소화하게 구성하였다.개발된 유한 요소 프로그램은 정수압 벌징 가공에 적용하였으며 최적 압력 시간 선도, 성형 형상, 두께 및 두께 변형률 분포, 상 당 변형률 분포 등을 구하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.17 no.4 s.66
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• pp.23-28
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• 2004

• Composites Research
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• v.23 no.3
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• pp.64-68
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• 2010

Expanded polystyrene(EPS) foams are often used in packaging to protect electrical appliances from impact loads. The energy absorbing performances of the EPS foams depend on several parameters such as density, microstructure and strain rate. Thus, the effects of the parameters on the strength of the EPS foams need to be investigated for an optimized packaging design by FEM. In this study, various EPS foams which have different densities were quasi-statically and dynamically loaded in order to obtain the stress-strain curves. EPS foams of various densities from 18.5 to 37.0kg/m3 were considered in the experiments. A drop-mass type apparatus was developed for the intermediate strain rate tests up to several hundreds/second. It was found from the experimental results that the strength of the EPS foams increase about 170% as the strain rate increases from 0.06/s to 60/s. Experimental results also showed that the strain rate sensitivity increases as the strain increases.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.6
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• pp.670-676
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• 2004

Most metallic materials and alloys show rate independence or negative rate sensitivity in some temperature region when dynamic strain aging occurs. It is generally recognized that negative rate sensitivity is an essential feature of dynamic strain aging that can depend on strain and/or strain rate. The unified viscoplasticity theory based on overstress is applied to reproduce a change of rate sensitivity type that depends on strain or strain rate. This is accomplished through the introduction of a single new term in the growth law of the equilibrium stress, which is a tensor valued state variable of the model. It is also shown that the new term can be used to reproduce a dramatic increase of rate sensitivity in dynamic plasticity.