무한평판에 묻혀진 크랙에 대한 응력확대계수를 결정하는 전위분포법을 반무한 평판에서의 표면크랙에 확장 적용하였다. 이를 위해 반평면에서의 전위응력의 기본 해가 간단한 복소수 응력함수형태로 얻어졌다. 평형을 이루는 절편적인 분포로부터 응력확대의 계수를 계산하는 새로운 방식을 제안하였으며, 수직표면 크랙과 묻혀진 경사크랙에 대한 기존해와 이 방법의 결과가 상호 비교되었다. 경사진 표면크랙에 대한 계산결과는 유한평판에서의 기존하는 Mapping Collocation 해석과 비교되어 좋은 일치를 보여 주었다. 구부러진 크랙과 대칭으로 가지친 크랙에 대해서는 표면크랙과 묻혀진 크랙사이에 상당한 차이가 있음이 나타났다.
8절점 등매개 요소를 이용하여 이종탄성재료의 접합면에 수직인 크랙의 응력특이성을 표시하려는 Abdi의 방법을 재검토하여, 크랙특이성 표시를 위한 크랙요소변의 중앙절점의 위치를 간편하고, 효율적으로 얻을 수 있는 수정된 방법을 제안하였다. 본 해석방법은 기존의 방법보다도 더욱 넓은 범위의 재료특성치에 걸쳐 유효하게 적용되어질 수 있으며, 좌표근사식도 더욱 정확히 나타낼 수 있음을 확인하였다.
이 논문에서는 제1장에서 유도한 제일종 Fredholm 적분방정식에 대하여 근사해를 해석적인 방법에 의하여 구하였으며 이 근사해를 사용하여 응력확대계수(S.I.F.)와 크랙에너지를 산출하였다. 또한 이 연구에서는 크랙경계 근처에서의 이차원응력치가 크랙끝에서 크랙에 수직한 평면내에서 정의된 좌표 s 와 .theta.의 값으로 표시될 수 있음을 보였다.
크랙탄성평판의 굽힘문제가 경계적분방정식으로 구성되었다. 자연변수인 변위, 수직기울기, 굽힘 모우멘트, 등가전단적과 크랙끝에서 응력의 성장율로 정의되는 응력확대계수들이 주변수로 포함 된다. 이 적분방정식들은 가역에너지 적분이론(Green-Rayleigh)을 기초로 크랙응력분포특성에 맞 게 발전되었으며 해당되는 핵함수들이 유도되었다. 등분석 모우멘트를 받는 중앙크랙이 있는 정 4각형 모형에 대한 응력확대계수가 계산되어 기존의 유한요소법의 해와 비교되었다.
이종재료의 접합면에 수직으로 존재하는 크랙에 대하여 경계요소 해석을 수행하여, 그 결과 실용가능한 수치 근사해을 얻을 수 있었다. 크랙을 정확히 모델링하기 위하여 크랙표면을 분리영역으로 하는 영역분할법을 채택하였으며, 해의 정확성을 향상시키기 위하여 등매개 2차요소로의 경계분할과 함께 크랙선단에서 표면력의 특이성을 나타내도록 하였다. 응력확대계수는 크랙표면상 절점의 상대변위를 이용하여 결정하였다. 또한 이종 재료내 크랙에 대하여 응력확대계수를 간단히 구할 수 있는 간편해석법을 제안하고 이의 적용 가능한 범위를 제 시하였다.
본 논문에서는 SLAM(Scanning Laser Acoustic Microscope) 시스템을 이용하여 고체 내부에 발생한 크랙의 깊이를 측정하는 방법을 연구하였다. SLAM 시스템은 초음파의 투과계수에 따른 그림자 영상을 재생시키므로 크랙 깊이에 대한 정확한 측정방법이 요구된다. 이를 위하여 시료에 초음파를 사각으로 입사시켜 얻은 SLAM 영상의 그림자영역과 시료내의 초음파 모드 변환에 대한 기하학적 구조를 이용하여 크랙의 깊이를 측정할 수 있는 방법을 제안하고 실험을 통하여 확인하였다. 실험을 위하여 알루미늄에 서로 다른 깊이로 수직형 라인-크랙의 결함을 갖는 시료를 가공하였고 시료에 초음파를 사각 입사시키기 위하여 20$^{\circ}$ 각도로 웨지를 제작하였다. 실험 결과, 크랙의 깊이가 증가할수록 SLAM 영상의 그림자 영역이 비례적으로 증가함을 보였고, 결함의 깊이에 대한 측정치와 실제치를 비교한 결과 약 6% 이하의 측정오차를 보였다.
전곡리 일대는 화산지형, 단층지형, 구석기 문화연구 등 여러 분야의 학문적 관심이 집중된 지역이다. 본 연구는 박편 분석, 물리화학 광물분석등이 수단을 활용하여 전곡리 용 암대지를 덮고 있는 피복물의 형성과 퇴적 후의 변화과정을 밝히려고 한 것이다, 여기서 다 음과 같은 사실을 밝힐수 있었다. 전곡리 용암대지는 Riss-Wrm 간빙기에는 별로개석되 지 않았다가 Wrm 빙가에 들어와 인근 황해의 해수면이 낮아지면서 개석된 것으로 추정 된다. 그리고 Wrm빙기 전기간에 걸쳐 용암대지에는 건육화된 황해와 인근 하천(한강, 임 진강) 범람원에서 바람에 의해 날려온 미립물질이 약 8m 이상 퇴적되었다. Wrm 빙기후 기에는 이풍적토(Loess)가 여름에도 녹지 않는 결빙층이 발달했을정도의 한랭 습윤했던 기 후의 영향을 받았다, 이로 인해 일련의 크랙(엽상구조를 이루는 수평크랙과 불규칙한 수직 방향크랙)들이 발달했고 풍적 물질의 미시적 조직과 구조도 많이 변화했다. 또한 결빙작용 으로 변형된 구조의 규제를 받으며 gleyzation 이 진전되었다. 단면 관찰에서 회백색 얼룩과 붉은 또는 검붉은 얼룩이 복잡하게 섞여 있는 모습은 바로 이것이 진전된 결과이다, 그간 발굴된 구석기 유물들은 결빙구조 및 gleyzation의 흔적이 잘 나타나는 부의에서 출토되었 다, 이사실은 본 지역의 구석기 인류가 생활했던 시기는 Wrm 빙기에서도 이러한 한랭 기후가 있기 이전이었음을 시사한다.
This study was carried out to anlayze the heat-resistant characteristics of functionally gradient material(FGM) composed with ceramic and metal. The thermal fracture behavior of plasma-sprayed FGM and conventional coating material(NFGM) was exaimined by acoustic emession technique under heating and cooling. Furnace cooling and rapid cooling tests were used to examine the effect of temperature change under various conditions, respectively. At the high temperature above $800^{\circ}C$, it was shown that FGM gives higher thermal resistance compared to NFGM by AE signal and fracture surface analysis.
본 연구에서는 MEMS 소자의 직접화 및 소형화에 필수적인 through-wafer via interconnect의 신뢰성 문제를 연구하였다. 이를 위하여 Au-Sn eutectic 접합 기술을 이용하여 밀봉(hermetic) 접합을 한 웨이퍼 레벨 MEMS 패키지 소자를 개발하였으며, 전기도금법을 이용하여 수직 through-hole via 내부를 구리로 충전함으로써 전기적 연결을 시도하였다. 제작된 MEMS 패키지의 크기는 $1mm{\times}1mm{\times}700{\mu}m$이었다. 제작된 MEMS패키지의 신뢰성 수행 결과 비아 홀(via hole)주변의 크랙 발생으로 패키지의 파손이 발생하였다. 구리 through-via의 기계적 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 여러 인자들에 대해서 수치적 해석 및 실험적인 연구를 수행하였다. 분석 결과 via hole의 크랙을 발생시킬 수 있는 파괴 인자로서 열팽창 계수의 차이, 비아 홀의 형상, 구리 확산 현상 등이 있었다. 궁극적으로 구리 확산을 방지하고, 전기도금 공정의 접합력을 향상시킬 수 있는 새로운 공정 방식을 적용함으로써 비아 홀 크랙으로 인한 패키지의 파괴를 개선할 수 있었다.
전기강판은 모든 형태의 변압기나 모터의 코어 소재로 사용되고 냉간압연 공정에 의해 생산된다. 본 논문에서는 냉간압연 중에 발생하는 전기강판 에지에서의 파단을 예측할 수 있는 손상역학에 기초한 접근법을 제시할 것이다. 손상개시 판단조건으로 수직 인장응력 조건을 도입하였고 손상진전 기법으로 손상 에너지법을 채용하였다. 전기강판 에지의 초기 노치로부터 크랙 발생과 전파 모사를 위해 유한요소법을 이용하였다. 유한요소해석에서 요구되는 물성치는 일반적인 판형 시편과 노치가 있는 판형 시편을 이용하여 인장 테스트를 통해서 확보하였다. 에지 크랙은 롤 바이트의 입측에서 시작되고 롤 바이트 출측에서 급격하게 진전되는 것으로 나타났다. 초기 노치의 길이와 강판의 전방 텐션릴 하중이 커짐에 따라 에지 크랙의 성장길이는 커지는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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