• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.26-32
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• 2016

일반적으로 구조물에는 하중, 재료상수, 부재크기와 구조해석 등의 오차에 대한 불확실성을 존재하고 이러한 불확실성은 구조물의 최적설계에 많은 영향을 준다. 확률론적 해석은 급속하게 발전하고 있고 여러 불확실성을 고려해야 하는 구조설계에서 중요한 기법으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 구조물에서 발생하는 불확실성을 고려하기 위하여 신뢰성 해석을 통하여 신뢰도 지수를 산출하였으며 이 값을 최적설계의 제약조건으로 설정하여 확률론적 최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 기존의 불확실량이 고려되지 않은 확정론적 최적설계의 결과 값보다 불확실량이 고려된 최적설계 결과값이 더 크게 나타났으나 불확실성을 고려하는 경우가 구조물의 안정성이 더 확보되는 것으로 생각된다. 본 논문에서는 최적화 기법 중 가장 강력하다고 알려진 SQP(순차이차계획법)을 이용하여 최적화를 수행하였는데 SQP법은 최적화 문제의 정식화를 반복계산 하는 것에 바탕을 두고 각 반복계산에 있어서는 2차 프로그래밍 부속 문제의 해를 구하는데 그 기본을 두는 방법이다. 또 불확실량을 고려한 최적설계를 위해 신뢰성을 기초한 최적설계를 수행하여 신뢰도지수와 파괴확률을 계산하였다. 확정론적 최적설계와 달리 치수, 모양, 재료와 작용하중들의 양에 신뢰성해석을 수행하여 나온 신뢰도지수와 파괴확률을 앞에서 계산한 최적화 과정의 제약조건식에 가적으로 설정하여 최적설계를 수행하였다.T-stub 접합부를 예제로 적용하였으며 해석 결과의 기존문헌과 비교하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.39-39
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• 2009

고강도강의 용접성은 저온균열 저항성으로 대변되는데, TMCP강과 HSLA강 등이 개발되면서 고강도강의 저온균열저항성이 크게 향상되어 무예열 용접성이 확보되었다. 그러나 용접재료 측면에서는 그에 상응하는 재료의 개발이 지연되어 용착금속부에서의 저온균열이 심각한 문제로 대두되고 있는 실정이다. 이러한 문제는 800 MPa급인 HY-100강재를 HSLA-100강으로 대체하는 과정에서 현실적인 문제로 제기 되었다. 즉 HSLA강은 용접 예열이 필요치 않았으나 기존의 용접재료, 즉 HY-100 강재에 사용하던 용접재료를 사용하게 되면 용착금속부에서 저온균열이 발생하여 용접예열을 생략할 수 없다는 판단에 이르게 되었던 것이다. 이에 본 연구의 목적은 HSLA-100강을 무예열 용접할 수 있는 GMA 용접와이어 개발하는 것이며, 구체적인 개발 목표는 무예열 용접조건에서 800 MPa 이상의 인장강도를 가지며 $-50^{\circ}C$에서의 충격인성이 50 J 이상인 GMA 용접와이어 개발하는 것이다. 이러한 용접재료를 합금설계함에 있어 무예열 용접성을 확보하기 위하여 용접재료의 탄소함량을 0.01% 수준으로 하고, 용착금속의 인장강도와 저온 충격치에 미치는 Mn과 Mo 함량의 영향을 검토하고 각각의 조성을 실험계획법으로 확정하였다. 그리고 확산성수소량에 따른 저온균열 발생 여부를 확인하여 무예열용접성을 확보하기 위해서는 확산성수소량이 3ml/100g 이하가 되어야 한다는 사실을 실험적으로 확인하였다. 그리고 이를 달성하기 위해서는 원자재인 와이어로드의 표면 품질이 중요하다는 사실도 확인할 수 있었다. 다음으로는 실험계획법에 의거하여 선정된 합금조성의 신뢰성을 검증하기 위하여 800kg 중량의 시제품을 생산하였으며, 생산된 시제품에 대해서는 실험계획법에서 사용한 Ar+5%CO2외에도 Ar+20%CO2를 적용하여 보호가스의 영향을 검토하였다. 검토 과정에서 Ar+20%CO2용으로 사용하기 위해서는 용접재료의 Si 및 Mn 함량이 상향조정되어야 함을 확인할 수 있었다. 그리고 탄소함량을 0.05% 수준으로 증가시키면 Mo 함량을 크게 저하시킬 수 있음도 확인할 수 있었다. 이러한 과정을 거쳐 개발된 GMA 용접재료는 무예열 용접조건에서 저온균열이 발생하지 않았으며, 인장강도는 830 MPa이었으며 $-50^{\circ}C$에서의 충격치는 90 J 이상이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.51-57
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• 1985

구조물(構造物)의 설계(設計)는 실제(實際)로 불확실성(不確實性)과 무작위적(無作爲的) 가변성(可變性)을 갖는 양(量)들(강도(强度), 칫수, 荷重)에 대하여 시행(施行)하므로 이들 불확실성(不確實과性)과 무작위적(無作爲的) 가변성(可變性)을을 포함(包)한 구조물(構造物)의 신뢰성(信賴性) 판단(判斷)이 중요(重要)한 의미(意味)를 지니게 된다. 본(本) 연구(硏究)는 이러한 신뢰성(信賴性) 판단(判斷)을 신일계(新一階) 2차(次)모멘트법(法)으로 계산(計算)할 때 가변량(可變量)들의 분포상태(分布狀態)가 달라지거나 구조물(構造物)의 붕괴조건(崩壞條件)이 비선형(非線型)일 때 위 방법(方法)에 의(依)한 신뢰성(信賴性) 판단기준(判斷基準)인 안전지수(安全指數)나 붕괴확율(崩壞確率)에 이들이 미치는 오차(誤差)의 정도(程度)와 계산결과(計算結果)의 안전(安全)/불안전측(不安全側)에 대(對)한 논의(論議)를 단순인장부재(單純引張部材)에 대하여 수치적(數値的) 해석(解析)을 통해 제시하고, 특히 생산공정이나 시공관리와 관련된 재료(材料)의 칫수, 강도(彈度) 그리고 구조물(構造物) 설계(設計)에 빈도(頻度) 사용되는 하중(荷重)의 분포특성(分布特性)에 대한 기초조사가 구조물을 보다 신뢰성있게 설계할 수 있는 바탕이 됨을 지적(指摘)하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권4호통권65호
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• pp.389-401
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• 2003

본 연구의 목적은 H형강 단면과 콘크리트의 합성단면으로 구성된 보와 기둥의 합성 뼈대구조물에 대해 신뢰성지수를 고려한 최적 단면을 설계할 수 있는 알고리즘을 개발하는데 있다. 합성 뼈대구조물의 최적화 문제는 단면 치수를 설계변수로 취하고 목적함수와 제약조건을 형성한다. 목적함수는 구조물의 총 경비로 형성하고, 제약조건식은 단면응력과 허용응력의 신뢰성지수를 고려하여 유도한다. 합성 뼈대구조물의 단문을 최적화하는 알고리즘은 수정 Newton-Raphson 탐사법을 사용하는 SUMT기법을 사용한다. 본 연구에서 개발된 최적화 알고리즘은 1층 1경간 합성 뼈대구조물과 5층 1경간 합성 뼈대구조물의 수치예에 신뢰성지수(${\beta}=3.0$, ${\beta}=0.0$)를 고려한 합성 뼈대구조물 설계의 실용화를 위하여 적용된다. 제안된 알고리즘의 최적화 가능성과 적용성 그리고 수렴성 등을 살펴보기 위하여 수치결과들을 비교 분석한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.81-81
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• 2009

최근 휴대폰, 노트북 등과 같은 소형 멀티미디어 기기의 사용이 증가함에 따라 전자 패키징 산업은 경박단소화를 요구하고 있습니다. 더불어 전기적 신호의 손실을 줄이기 위해 전기, 전자산업체에서는 가볍고 굴곡성이 우수한 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 가격이 싸고 신뢰성이 입증된 경성인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board, RPCB)의 전극간 접합에 많은 관심을 보이고 있습니다. 기존에 연성인쇄회로기판과 경성인쇄회로기판을 접합하는 방식으로는 connector를 이용한 체결법이 사용되고 있지만 완성품의 부피가 커지고 자동화 공정이 힘들며 I/O 개수가 제한적이어서 신호전달에 취약한 단점이 있습니다. 또한, 최근 FPCB를 RPCB에 접합하는데 interconnection으로 이방성 도전 필름(Anisotropic conductive film, ACF) 또는 비전도성 필름(Non-conductive film)이 널리 사용되고 있습니다. 하지만 필름의 가격이 비싸고, 낮은 전기 전도도를 보이며, 신뢰성 특성이 낮다는 단점을 가지고 있습니다. 본 실험에서는 기존의 connector 방식과 접착 필름을 이용한 방식을 대체하기 위하여 솔더를 interlayer로 이용하여 열과 압력으로 접합하는 방법에 대하여 연구하였습니다. 실험에 사용된 솔더의 조성은 Sn-3.0Ag-0.5Cu (in wt%)이고, RPCB와 FPCB의 표면처리는 ENIG로 하였습니다. 접합 온도와 접합 시간에 따라 최적의 접합 조건을 도출하고자 하였고, 접합된 시편을 가지고 신뢰성 테스트를 진행하였습니다. $85^{\circ}C$/85% 고온고습 시험과 고온 방치 시험을 통하여 접합부의 신뢰성을 테스트 하였고, 90도 Peel test로 기계적 접합 강도를 측정하였고, 파괴 단면을 Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-dispersive spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 분석하였습니다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.49-55
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• 2016

차세대 반도체의 초미세 Cu 배선 확산방지층 적용을 위해 원자층증착법(atomic layer deposition, ALD) 공정을 이용하여 증착한 RuAlO 확산방지층과 Cu 박막 계면의 계면접착에너지를 정량적으로 측정하였고, 환경 신뢰성 평가를 수행하였다. 접합 직후 4점굽힘시험으로 평가된 계면접착에너지는 약 $7.60J/m^2$으로 측정되었다. $85^{\circ}C$/85% 상대습도의 고온고습조건에서 500시간이 지난 후 측정된 계면접착에너지는 $5.65J/m^2$로 감소하였으나, $200^{\circ}C$에서 500시간 동안 후속 열처리한 후에는 $24.05J/m^2$으로 계면접착에너지가 크게 증가한 것으로 평가되었다. 4점굽힘시험 후 박리된 계면은 접합 직후와 고온고습조건의 시편의 경우 RuAlO/$SiO_2$ 계면이었고, 500시간 후속 열처리 조건에서는 Cu/RuAlO 계면인 것으로 확인되었다. X-선 광전자 분광법 분석 결과, 고온고습조건에서는 흡습으로 인하여 강한 Al-O-Si 계면 결합이 부분적으로 분리되어 계면접착에너지가 약간 낮아진 반면, 적절한 후속 열처리 조건에서는 효과적인 산소의 계면 유입으로 인하여 강한 Al-O-Si 결합이 크게 증가하여 계면접착에너지도 크게 증가한 것으로 판단된다. 따라서, ALD Ru 확산방지층에 비해 ALD RuAlO 확산방지층은 동시에 Cu 씨앗층 역할을 하면서도 전기적 및 기계적 신뢰성이 우수할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.163-163
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• 2012

차세대 모바일용 전자디스플레이로 각광받고 있는 FOLED (flexible organic light emitting display)의 연구에서 display의 신뢰성과 수명은 매우 중요한 연구 테마이다. OLED의 수명단축에 영향을 미치는 요소는 수분에 의한 열화가 가장 치명적이다. Barrier layer를 통한 수분의 주요 침투경로는 pin-hole과 void 등과 같은 defect에 의한 것으로 보인다. 수분의 침투 경로를 제어하는 OLED용 barrier layer의 요구조건은 WVTR (water vapor transmission rate)이 $10^{-6}g/m^2{\cdot}day$ 이하로 낮아야 한다. Barrier layer가 가져야 할 핵심적인 조건은 유연성을 가지면서 동시에 WVTR 값이 매우 낮아야 하는데, 아직까지 이를 만족하는 barrier layer의 개발은 아직 덜된 실정이다. 본 연구에서는 PET (polyethylene terephthalate) 기판에 sputtering법으로 barrier layer를 제조하였다. 증착에 이용한 타겟은 두가지 종류인 Al과 $Al_2O_3$를 사용하였으며, 다층박막으로 제조하였다. 제조된 barrier layer의 수분침투 특성은 WVTR의 측정으로, 유연성의 평가는 in-situ fatigue test를 수행하여 측정하였다. 종합적인 특성 평가를 위하여 SEM과 AFM (atomic force microscope) 관찰도 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.18-24
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• 2015

콘크리트구조물의 진단에 사용되는 비파괴실험법들은 구조물에 손상을 입히지 않고 구조물의 결함이나 강도를 추정할 수 있다는 장점이 있지만 추정값에 대한 신뢰성이 떨어진다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 2가지 배합으로 총 180개의 공시체를 제작하였고, P파와 S파에 의한 초음파속도 측정, 종진동과 변형진동에 의한 충격공진법 총 4가지의 비파괴실험을 실시하였다. 그리고 실제압축강도 측정을 통해 비파괴실험 결과값의 신뢰성을 비교 분석하였다. 각 비파괴실험법의 결과값에 대한 통계적 분석결과 변동계수값이 가장 낮은 실험법은 S파에 의한 초음파속도법으로 가장 안정적인 관측이 가능한 것으로 나타났다. 한편, 실제압축강도와의 관계를 통해 압축강도 4개의 압축강도 추정식을 제안하였으며 S파에 의한 초음파속도법의 결정계수값이 가장 높은 것으로 나타났다. 향후 다양한 배합조건에 따른 비파괴실험 신뢰성에 대한 보완 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 전산구조공학
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• 제1권1호
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• pp.79-85
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• 1988

제2계 2차모멘트법인 점적합 포물체 근사법의 역과정의 연산을 구하여 신뢰성설계에 적용할 수 있도록 하였으며, 파괴점을 구하기 위한 신뢰성조건법을 연산과정을 수정하여 한계상태함수가 비선형인 경우에도 문제마다 식을 새로 수립하는 번거로움을 피하도록 하였다. SOSM/RC 조합방법을 이용하면 결과적인 파괴확률은 목표파괴확률에 부합하며 넓은 범위의 하중비에 대해 거의 일정한 부분안전계수를 얻을 수 있다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.143-150
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• 2010

선형열원 해석은 열원 주위가 완전히 균일한 매질로 이루어져 있다는 가정 하에 성립되는 해석이나 실제 보어홀 시스템의 경우 그라우팅 영역은 주위토양과 매우 다른 열물성치를 가진 물질로 이루어져 있다. 본 연구에서는 이러한 그라우팅 영역이 선형열원 해석에 어떠한 영향을 미치는가를 연구하였다. 연구방법으로는 먼저 수치모델을 개발하고 이 수치모델에 의하여 시간에 따른 보어홀 유체온도를 생성한 후 이 유체온도를 선형열원법에 이용하여 지중열전도도와 보어홀 전열저항을 구하며 이렇게 구한 해를 수치모델의 입력조건과 비교함으로서 그 차이점을 규명한다. 이러한 해석결과 선형열원법의 해인 지중열전도도와 보어홀 전열 저항은 수치모델 입력조건에 비해 대략, 86%와 91%의 수준으로 나타났다. 선형열원 해로부터 수치모델의 입력조건을 역산해 나가는 Chart법이 본 연구에서 개발되었으며 시험용 보어홀의 열응답시험 결과와 비교해 본 결과 이 Chart법은 신뢰성이 있는 것으로 나타났다. 그라우트 영역의 열물성치를 변화시켜가며 선형열원해의 특성이 어떻게 변하는지도 검토하였다.