• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.226-226
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• 2008

지난 10여년 동안 Sn-3.0Ag-0.5(wt%)Cu 합금은 대표 무연솔더 조성으로 다양한 전자제품의 실장 및 접합에 적용되어 왔으며, 그 신뢰성 역시 충분히 검증된 바 있다. 그러나 최근 Ag 가격의 급격한 상승과 솔더 접합부의 내 충격 신뢰성을 보다 향상시키고자 하는 업계의 동향은 Ag의 함량이 낮은 무연솔더 조성의 적용 확대를 유도하고 있다. 이에 따라 본 연구자들은 저 Ag 함유 무연슬더로 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성을 제안한 바 있는데, 이는 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성 이상의 solderability를 가지면서도 그 금속원료 가격이 약 20% 가량 저렴한 특징을 가진다. 또한 열 싸이클링 (cycling) 테스트를 통한 슬더 조인트의 신뢰성을 평가한 결과, Sn-3.0Ag-0.5Cu에 크게 뒤떨어지지 않는 양호한 특성이 관찰되었다. 따라서 본 연구에서는 열 싸이클링 테스트와 더불어 최근 그 중요성이 지속적으로 커지고 있는 내 충격 신뢰성 평가 시험을 실시하여 개발된 4원계 무연솔더 조성의 기계적 특성을 기존 무연솔더 조성과 비교, 분석해 보았다. 각 솔더 조성은 솔더 볼 형태로 제조되어 CSP(Chip Scale Package) 상에 범핑 (bumping)되었으며, CSP를 PCB(Printed Circuit Board) 상에 실장하는 공정에서도 Sn-3.0Ag-0.5Cu 및 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In의 두 종류의 솔더 페이스트가 사용되었다. 본 연구에서의 내 충격 신뢰성 시험에는 자체 제작한 rod drop 시험기를 사용하였는데, 고정된 CSP 실장 board의 후면 부위를 일정한 높이에서 추를 반복적으로 자유 낙하시켜 급격한 충격을 주는 방식으로 실험을 실시하였다. 이 때 추의 무게는 30g, 낙하 높이는 10cm 였으며, 추의 낙하 시 측정된 board 의 휨 변위량은 약 0.7mm로 측정되었다. 사용된 CSP와 PCB 는 모두 daisy chain 방식으로 연결되어 있기 때문에 저항측정기를 사용한 간단한 실시간 저항 측정 방법으로 시험 이력에 따른 파단부의 발생 시점과 대략의 위치를 손쉽게 확인할 수 있었다. 솔더 조인트의 파단 기준 저항값으로 $1000\Omega$을 설정하였으며. 각 조건 당 5 개 이상의 샘플에 대해 평가를 실시한 후 그 평균값을 조사하였다. 시험 결과 제안된 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성은 대표적인 저 Ag 함유 조성인 Sn-1.0Ag-0.5Cu에 비해서는 떨어지는 내 충격 신뢰성을 나타내었지만, 우수한 연성에 기인하여 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성에 비해서는 약 2 배 이상 우수한 신뢰성이 관찰되었다. 또한 CSP의 실장 시 Sn-3.0Ag-0.5Cu보다 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성 솔더 페이스트를 적용한 경우에서 보다 우수한 내 충격 신뢰성을 나타내어 기본적으로 개발된 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 솔더 페이스트가 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성의 기존 솔더 페이스트 보다 내 충격 신뢰성이 우수함을 검증할 수 있었다. 각 조성의 솔더 조인트를 $150^{\circ}C$ 에서 500시간 aging한 후 실시한 내 충격 신뢰성 평가에서는 모든 조성에서 그 신뢰성이 급감하는 경항을 나타내었으나, Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In가 Sn-l.0Ag-0.5Cu보다도 그 상대적인 신뢰성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이와 같이 aging 후 실시하는 충격시험은 가장 실제적인 상황과 유사한 조건이므로 상기의 실험 결과는 매우 고무적이었으며, 이에 대한 보다 면밀한 분석이 요청되었다. 마지막으로 파면 및 미세조직 관찰을 통하여 각 조성에서의 충격 파단 특성을 비교, 분석해 보았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권8호
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• pp.17-21
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• 2017

본 논문은 암석 및 콘크리트 등의 건설재료의 비파괴 압축강도를 산정하기 위하여 재료타격 시 발생하는 임팩에코 응답신호를 모두 측정하고 이를 누적한 전체 사운드 신호에너지의 이용성에 관해 파악하고 그 결과를 제시하는 것이다. 본 연구에서는 이를 위해서 타격장치를 고안하였고 이를 이용하여 재료를 회전 자유낙하에 의해 초기 타격토록 하고 이후 반발작용에 의한 반복타격이 소멸될 때까지 발생할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 서로 다른 강도를 가지도록 배합된 콘크리트 시편에 대하여 실험을 실시하고 임팩에코 응답신호를 측정하였다. 시편별 산정된 전체 사운드 신호에너지는 직접압축강도시험을 통한 시편별 압축강도와 상호 비교하였다. 비교결과, 임팩에코 응답신호를 통해 산정된 전체 사운드 신호에너지는 시편의 직접압축강도와 직접적인 관계가 있다는 것을 확인하였으며, 이를 통해 암석 및 콘크리트 등의 건설재료의 압축강도는 재료타격 시 발생하는 임팩에코 응답신호로부터 산정된 전체 사운드 신호에너지를 이용하여 비파괴적으로 산정할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.5-9
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• 2019

본 논문은 건설재료(암석, 콘크리트, 목재 등) 등의 압축강도를 비파괴적으로 산정하기 위하여 재료타격 시 발생하는 충격력에 대한 응답신호를 모두 측정하고 이를 누적한 전체 충격력 신호에너지의 이용성 및 가능성에 관해 기초연구를 수행하고 그 결과를 제시하는 것이다. 본 연구에서는 이를 위해서 충격 및 측정장치를 고안하였고 이를 이용하여 측정대상물을 회전 자유낙하에 의해 초기 타격토록하고 이후 반발작용에 의한 반복타격이 소멸될 때까지 발생할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 서로 다른 강도를 가지는 목재와 암석시편에 대하여 충격력실험을 실시하고 발생신호를 측정하였다. 시편별 산정된 전체 충격력 신호에너지는 직접압축강도시험을 통한 시편별 압축강도와 상호 비교하였다. 비교결과, 충격력 응답신호를 통해 산정된 전체 충격력 신호에너지는 시편의 직접압축강도와 직접적인 관계가 있다는 것을 확인하였으며, 이를 통해 다양한 건설재료의 압축강도는 재료타격 시 발생하는 충격력 응답신호로부터 산정된 전체 충격력 신호에너지를 이용하여 비파괴적으로 산정할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.63-69
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• 2017

본 연구에서는 초고압 펌프의 개발과 같이 사용할 수 있는 초고압용 장거리 호스 개발에 관한 연구이며, 접근과 방수거리의 도달이 어려운 초고층 건물 및 대심도 터널의 화재진압에 효율적으로 적용이 가능함과 동시에 축광 성능을 포함하여 소방관의 화재 진압 시 퇴로 확보에도 도움이 될 수 있는 초고압용 호스의 개발에 관한 연구이다. 호스의 성능으로서 압력 3 MPa, 유량 2000 lpm을 목표로 초고압 호스를 개발하였으며, 2중의 자켓과 3중의 폴리우레탄 코팅 및 52의 경사를 사용하여 매우 촘촘하고 높은 고압에도 견딜 수 있는 초고압 소방호스를 개발하였다. 개발된 초고압 호스의 성능을 확보하기 위하여 구조 및 외관, 고압에서의 누수, 길이, 신장률, 박리시험, 마찰시험, 파단압시험 및 자유낙하 시험 등이 공인된 인증기관에서 수행되었으며 수행결과 성능에 이상이 없는 것으로 파악되었다. 또한 소방관의 화재진압 시 퇴로를 확보하기 위한 축광 성능의 초고압 호스에 추가하여 연구 및 개발하였으며, 휘도시험의 값으로 축광의 발광시험 개시부터 40분 후까지 휘도 측정치가 휘도시험의 기준 값 이상으로 충분히 확보되는 것을 확인할 수 있었다. 향후, 이와 같은 초고압용 소방용 호스가 상용화가 되어 현장에서 적용된다면 초고층 건물의 화재진압 및 장대터널에서의 화재진압에 있어서 현재 사용되고 있는 소방호스 보다 개선된 화재 진압 및 안전한 퇴로를 확보하는 측면에서 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1201-1208
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• 2022

일반적으로 부유식 해상풍력발전 에너지의 수급성과 효율을 극대화하기 위해서는 하부구조물의 파랑 감쇠로 인한 운동을 저감시키는 것이 중요하다. 선행 연구들에 따르면 파도 중 하부구조물에 설치된 감쇠판에 의해서 발생한 와류점성으로 인해 운동 응답이 감소되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 5MW급 반잠수식 OC5 플랫폼과 감쇠판이 부착된 두가지 플랫폼을 설계하고, 와류점성으로 인한 운동저감효과를 확인하기 위해 자유감쇠실험과 수치계산을 수행하였다. 모형시험 결과로 낙하 높이를 30 mm, 40 mm, 50 mm에서의 상하 자유감쇠실험을 수행하였을 때 OC5 플랫폼 대비 두 가지의 형태의 감쇠판이 부착된 플랫폼이 상대적으로 운동감쇠성능이 향상되었다. 모형시험과 수치계산 결과에서 형상화한 감쇠판 모델(KSNU Plate 1, KSNU Plate 2)들이 각각 OC5 대비 상하운동 진폭이 1.1배, 1.3배 각각 감소했으며, KSNU Plate 2 플랫폼은 KSNU Plate 1 플랫폼보다 OC5 대비 약 2배 감쇠성능이 좋아진 것으로 나타났다. 본 연구에서는 감쇠판의 면적과 와류점성이 상하동요의 감쇠율과 밀접한 관련을 보여준다.

• 항공우주기술
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• 제6권1호
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• pp.19-28
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• 2007

본 연구에서는 올레오-뉴메틱(Oleo-pneumatic) 완충장치와 차등 제동 조향(Differential Braking Steering)을 위한 캐스터링 휠 포크(Castering Wheel Fork)가 적용된 소형항공기용 전방착륙장치의 충격하중 해석을 위한 비선형 2 자유도 수학적 모델을 생성하고, 수치해석 기법을 이용하여 시간에 따른 충격응답을 구하였다. 생성된 전방착륙장치의 수학적 모델은 타이어의 충격 시 동적 특성과 스트루트 기울기, 캐스터에 의한 모멘트, 타이어 접촉과 조향 등에 의해 발생하는 측면하중에 의한 올레오 스트루트 내부의 마찰 특성 등의 비선형 요소들을 포함하고 있다. 또 생성된 운동방정식의 수치해석은 4차 Runge-Kutta 방식을 이용하였으며, 운동방정식 및 수치해의 정확도를 평가하기 위한 타 항공기에 기 적용된 전방 착륙장치의 낙하시험 결과와의 비교 검증과정을 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.816-824
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• 2010

본 논문에서는 쓰레기 이송관로내의 물체에 작용하는 힘을 분석하고 그 물체의 운동방정식 확립하였다. 그 운동방정식은 1계 비선형 미분방정식이 되며 이것의 일반해를 이용하면 쓰레기 이송관로내 물체의 속도를 구할 수가 있다. 물체의 속도는 엘보우와 같은 쓰레기 이송관로의 곡선부에서 내벽의 충돌속도가 되므로 충돌시 물체의 운동에너지를 계산할 수 있고, 따라서 필요한 내벽의 충격강도를 알 수가 있다. 하나의 예로써 쓰레기 이송관로내 공기의 속도가 30m/sec일 때 물체의 속도를 계산하여 그래프로써 나타내었으며, 이것으로부터 물체가 내벽에 충돌할 때의 운동에너지를 계산할 수 있도록 하였다. 또한 용융주조 현무암 튜브를 철강파이프 내면에 보호벽으로 씌운 복합재료 파이프에 추를 자유낙하시켜 충격을 주는 방식으로 충격시험을 한 결과를 제시하였으며, 그 결과에 의하면 용융 주조 현무암 튜브는 쓰레기 이송관로의 내면 보호벽으로 충분한 충격강도를 가지는 것이 판명되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.566-574
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• 2016

Fiber metal laminates, which are hybrid materials consisting of metal sheets and composite layers, have contributed to aerospace and automotive industries due to their reduced weight and improved damage tolerance characteristics. In this study, the impact performance of the laminates, which are comprised of a self-reinforced polypropylene and two aluminum sheets, and the pure aluminum alloy sheet material were investigated experimentally via numerical simulation. In order to compare the impact performance, the laminates and aluminum alloy were examined by assessing the impact force, energy time histories, and specific energy absorption. ABAQUS is a commercial software that is used to simulate the actual drop-weight tests. Based on this study, it is noted that the impact performance of the laminates was superior to that of the aluminum alloy. In addition, a good agreement between the experimental and numerical results can be achieved when the impact force and energy time histories from the experiments and the numerical simulations are compared.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권10호
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• pp.13-19
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• 2022

본 연구는 암석의 압축강도를 비파괴적으로 산정하기 위하여 암석시편 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격 시 발생하는 타격력에 대한 응답신호를 모두 측정하고 이를 누적한 전체 타격력 신호에너지를 이용하고 그 결과를 제시하는 것에 관한 것이다. 본 연구에서는 이를 위해서 타격 및 측정장치를 고안 및 셋업하였고 이를 이용하여 암석시편을 회전 자유낙하에 의해 초기 타격토록하고 반발작용에 의한 반복타격이 이루어질 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 서로 다른 세 종류의 암석시편에 대하여 타격력실험을 실시하고 발생신호를 측정하였다. 각 시편별 초기 및 반발타격으로부터 발생된 신호로부터 산정된 전체 타격력 신호에너지와 각 시편별 측정한 직접압축강도와 상호 비교하였다. 비교결과, 타격력 응답신호로 부터 산정된 전체 타격력 신호에너지는 시편의 직접압축강도와 직접적인 관계가 있다는 것을 확인하였으며, 이를 통해 암석의 압축강도는 타격 시 발생하는 타격력 응답신호로부터 산정된 전체 타격력 신호에너지를 이용하여 비파괴적으로 산정할 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제27권3호
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• pp.211-218
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• 2002

배추 생산에 있어서 수확, 운반, 적재 작업은 가장 노동이 집약적으로 요구되는 작업들이다. 최근, 여러 종류의 양배추 수화기가 일본과 유럽에서 개발되었다. 하지만 국내에서 재래되는 배추는 크기와 형태에 있어 양배추와는 달라 기 개발 기종의 도입이 어렵다. 또한 수확작업의 생력화 효과는 운반, 정선, 적재 작업과 밀접하게 연계되어 있어 출하시의 작업체계를 고려하여 수화에 따른 수집.반출 시스템을 개발하여야 한다. 수확시의 배추는 중량이 25~45 N 정도로 다 작물에 비하여 무겁고 부피가 크기 때문에 수확작업의 기계화를 위해서는 수확장치와 더불어 연속적으로 수확되는 배추를 적절하게 수집하여 적재하고 반출하는 시스템의 개발이 중요하다. 본 연구에서는 수확작업의 생력화 효과를 높이고 생력화 시스템 비용의 절감을 목적으로 작업자 1인에 의해 작업할 수 있는 반자동 형태의 트랙터 부착형 배추 수집, 적재, 반출시스템 시작기를 개발하였다. 시작기는 배추 이송장치, 적재장치, 팔렛 및 반출장치의 3개 부분과 PLC를 이용한 주 제어기로 구성하였다. 배추 수집용기로는 대략 70개의 배추를 담을 수 있는 크기가 1,050 mm$\times$1.050mm$\times$1,000mm 인 접이식 메쉬 팔렛을 사용하였으며 하단부에 롤러 안내판을 부착하여 적재한 팔렛의 배출이 용이하도록 하였다. 팔렛을 제외한 전체 시작기의 중량은 235 N 이였으며 크기는 3,940mm$\times$520mm$\times$1,630mm 이었다. 본 연구는 수확장치의 기능 및 생력화 효과를 극대화하고 배추의 손상정도를 최소화하는 시스템을 구성하고자 하였다. 이송장치는 트랙터 부착시 횡공간 점유율을 최소화하도록 하였으며 적재장치는 적재시 배추의 손상을 줄이고 배추가 놓이는 자세를 능동적으로 조절할 수 있도록 주름관을 부착하였다. 시작기의 실내시험 결과 이송장치는 0.18 m/s~0.36 m/s의 범위에서 적재장치는 0.4 m/s~2.4 m/s 범위에서 안정적으로 구동하였으며 두 장치를 동시에 구동하여 시험한 결과 이송장치는 0.26 m/s~0.36 m/s, 그리고 적재장치는 0.9 m/s~2.4 m/s 에서 적정하게 안정적으로 구동하였다. 적재장치의 성능에 있어서 1~3단 적재시에는 주름관을 이용하여 적재하고 4~5단 적재시에는 자유낙하에 의한 적재를 수행할 경우 인력에 의한 적재와 거의 동등한 적재량을 보였으며 손상정도는 거의 무시할 정도였다. 트랙터가 0.3 m/s로 주행하는 경우 노지로부터 배추를 뽑아 이송하는 뽑기벨트의 적정속도가 0.46 m/s인 점을 고려할 때 배추 이송 컨베이어는 0.34 m/s 이상의 속도를 유지할 필요가 있었으며 적재 컨베이어는 2 m/s~2.4 m/s의 속도에서 안정적으로 작동하였다. 배추의 주간 거리가 대략 30~40 cm 인 점을 감안하면 적재장치는 초당 1개의 적재성능을 보였다. 실내에서 수행한 시스템의 성능은 배추에 큰 손상없이 전반적으로 성공적으로 구동하였으나 향후 노면이 고르지 못한 포장에서의 성능 시험이 필요하다.