• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.675-680
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• 1995

원자로 압력용기 재료인 SA508-3 강의 인장소성변형에 따른 자기적 성질변화를 연구하였다. 소성변형에 따른 보자력, 잔류자화, 자기이력손실 및 Barkhausen Noise의 변화를 측정하였으며, 변형에 따른 자기적성질의 변화를 자구와 전위와의 상호작용으로 설명하였다. 강자성체의 자기적 성질과 기계적 성질 사이는 밀접한 관련이 있으며, 이를 이용하면 압력용기강의 조사효과 평가에 적용 할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권5호
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• pp.19-23
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• 2004

최근 산업의 고도화와 함께 초고온, 방사선노출 등과 같은 극한환경에서 사용되는 구조물과 MEMS 와 같은 미소 구조물(Hicrostructure)이 많아지고 있으며, 이들의 변형해석을 위한 기존의 접촉식 기법들은 그 한계를 극복해야 할 필요가 있다 해결방안으로 레이저를 이용한 비접촉 측정방식이 많은 발전을 해오고 있으며, 특히, 스페클간섭법(Speckle inteferometry)기반의 변형해석 기술이 가장 뛰어난 기술로 인정받고 있다. 스페클간섭법은 컴퓨터 화상처리기술에 힘입어 전자처리 스페클간섭법(Electronic Speckle Pattern Interferometry : ESPI)으로 발전을 하고 있으며, 자동차와 같은 대형구조물의 변형해석에서 MEMS 구조물과 같은 미소구조물 변형해석까지 그 적용범위가 매우 넓다. 본 논문에서는 ESPI 를 이용한 변형해석분야의 국내외 기술현황 및 적응사례, 발전방향를 소개하였다.(중략)

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.64-75
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• 2017

철도궤도 상부 흙노반은 궤광으로부터 전달된 열차하중을 지지하고 분산하는 기능을 갖는다. 성토체의 일반적인 흙노반은 흙재료를 다짐하여 조성하며 차량 반복하중에 의해 공용중 잔류침하가 발생하는 데 일정부분 기여한다. 흙노반의 잔류침하는 회복불가능한 영구변형이어서 궤도틀림 등 궤도 안전성을 크게 저하시킨다. 그럼에도 불구하고 현재까지 흙노반재료에 대한 역학적 시험을 바탕으로 합리적인 잔류침하 관리기준이 제시된 바 없다. 반면에 흙노반의 현장관리 및 판정기준은 강성평가 또는 현장들밀도시험에 의해서만 이루어지고 있어 불합리하다. 본 연구에서는 흙노반이 경험하는 전단응력비(${\tau}/{\tau}_f$)와 구속압(${\sigma}_3$)을 수치해석을 통해 구하고 이를 반영한 실내 흙노반 영구변형시험방법을 제시하였다. 제시된 시험방법을 이용하여 대표적인 철도건설현장 흙노반 재료로 만든 다짐시편에 대하여 반복삼축시험을 실시하였으며 이로부터 향후 잔류침하의 추정에 활용할 수 있는 기본 영구변형예측모델 모델계수를 구속압 및 전단응력비 수준별로 제시할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.128-128
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• 2000

박막의 탄성 특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 이러한 방법들은 필름의 두께가 일정 두께 이상이 되어야 정확한 측정이 가능한 방법으로 매우 얇은 박막에서도 탄성특성을 평가할 수 있는 freehang, bridge 방법이 제시되었으며, 이 방법은 간단한 식각 공정을 통해 매우 얇은 박막에도 적용시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 아주 얇은 박막에서도 탄성특성을 평가할 수 있는 freehang 방법을 이용하여 순수한 Diamond-like carbon (DLC) 필름과 Sidl 첨가된 DLC 필름의 탄성 특성을 평가하고자 한다. 실험에서 사용한 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400 Vb로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응 가스는 벤젠(C6H6), 그리고 벤젠과 희석된 실렌(SiH4 : H2 = 10 : 90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 일정량의 Si을 함유시켰다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 변화시켰으며, KOH(5.6mol) 용액을 이용하여 습식 식각을 함으로써 freehang을 제작하였다. 이때 식각액에 의한 DLC 필름의 손상은 관찰되지 않았다. 필름의 잔류 응력을 측정하기 위해 200$\pm$10 혹은 100$\pm$5$\mu\textrm{m}$ 두께의 얇은 (100) Si wafer를 5$\times$50 mm2의 strip 형태로 절단하여 사용하였다. 필름의 압축 잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률은 laser 반사법과 $\alpha$-step profiler를 이용하여 측정하였으며, 이 결과를 Brenner 등에 유도된 식을 이용하여 잔류 응력을 계산하였다. 또한 제작된 frddhang은 광학 현미경과 전자주사현미경에 의해 관찰되었다. 이렇게 제작된 freehang을 이용하여 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류 응력을 박막의 응력-변형률 관계식에 적용하여 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. 측정 결과 필름의 잔류 응력과 biaxial elastic modulus는 필름의 두께가 감소함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 같은 두께의 필름인 경우, 식각 깊이에 따른 biaxial elastic modulus 의 변화를 통해 최적의 식각 깊이를 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.136-136
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• 1999

박막의 탄성특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 최근에는 탄성특성을 평가할 수 있는 간단한 방법으로 기판 식각 기법을 이용한 freehang, bridge 방법이 제시되었다. 이중에서 bridge 방법은 간단한 식각 기법을 이용하여 얇은 박막에서도 탄성 특성을 평가할 수 있는 방법으로 제시되었다. 그러나 식각 과정에서 발생하는 patch 부분의 under-cut으로 인해 정확한 bridge의 길이를 측정할 수 없게 되어 오차가 발생하고 있다. 본 연구에서는 bridge 방법에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로, patch 부분에 etch-stop을 제작해 줌으로서 식각 과정에서 발생하는 under-cut을 효과적으로 제거시켰다. Etch-stop은 2장의 mask를 align key를 이용하여 제작하였다. 먼저 산화막이 형성되어 있는 Si 기판위에 mask 1을 이용하여 patch 부분을 lithography 작업하고, 습식 식각 공정을 한 뒤 DLC 필름을 증착시킨다. 다음으로 mask 2를 이용하여 bridge pattern을 제작하고, DLC 필름을 증착시킨 후 lift-off 기술과 산화막 등방식각 공정을 통해 bridge를 제작하였다. 이렇게 제작된 bridge를 통해 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류응력과 함께 박막의 응력-변형률 관계식에 적용시켜 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. Sidl 첨가된 DLC 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400V로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 실렌(SiH4:2H=10:90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 함유된 Si의 양을 조절하였다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 조절하였다. 필름의 잔류응력은 압축잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률을 laser 반사법을 이용하여 측정하고, 이 결과를 Brenner 등에 의해 유도된 식을 대입하여 계산하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1103-1108
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• 2003

The fatigue strength of welded joint is influenced by the welding residual stress which is relaxed depending on local stress distributed in vicinity of stress raisers, eg. under cut, overlap and blow hole. To evaluate its fatigue life the geometry of the stress raisers and the welding residual stress should be taken into account. The several methods based on notch strain approach have been proposed in order to consider the two factors above mentioned. These methods, however, have shown considerable differences between analytical and experimental results. It is due to the fact that the amount of the relaxed welding residual stress evaluated by the cyclic stress-strain relationship do not correspond with that occurred in reality. In this paper the residual stress relaxation model based on experimental results was used in order to reduce the discrepancy of the estimated amount of the relaxed welding residual stress. Under an assumption of the superimposition of the relaxed welding residual stress and the local stress, a modified notch strain approach was proposed and verified to the cruciform welded joint.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권7호
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• pp.675-679
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• 2002

강화유리를 제조하기 위해서, 디스플레이 기판으로 사용되는 soda-lime-silicate 유리를 대상으로 단일이온교환 특성에 대하여 3점곡강도와 잔류응력을 조사하였다. 단일이온교환을 47$0^{\circ}C$에서 1시간 처리 후, 45$0^{\circ}C$에서 24시간 행하였을 때, 62.5$\times$10$_{6}$ kg/$m^2$의 최대 강도 값을 나타내었다. 또한, 곡강도 측정 후 얻어진 시편의 파단면에 존재하는 잔류응력층을 파괴분석을 통하여 관찰한 결과, 이 잔류응력층이 외부하중에 대한 탄성 변형에너지를 흡수하여 유연성을 증가시킴을 알 수 있었다 또한, 탄성변형에너지 흡수는 만곡변화, 균열가지수 및 취성특성 분석에서도 관찰되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.240-249
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• 1985

여러 가지 조건하에서 한쪽면만 이온질화 처리된 SCM4 의 평판을 모델로 하여 질화층의 기계적 성질과 잔류응력을 연구하였다. 질화층에서의 재료의 성질은 질소함량분포에 비례하여 변할 것이 라는 가정하에 외팔보의 굽힘과 온도-곡률의 관계를 구하는 이론적 모델을 정립하고 이에 따른 간접적 실험방법을 제시하였다. 질화층 표면에서의 선팽창 계수는 질화되지 않은 코어의 값에 비 해 2내지 12% 증가를 보였고 탄성계수는 50내지 700%증가를 보였다. 질화로 인한 축방향 팽창은 변형도로 약 0.002를 얻었다. 상온에서의 코어의 최대인장 잔류응력은 2내지 25Kg/mm$^{2}$이 며, 질화층표면에서 일어나는 최대압축잔류응력은 질화조건에 따라 50내지 300Kg/mm$^{2}$을 얻었다.

• 한국항만학회지
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• 제14권3호
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• pp.331-340
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• 2000

For the rational and economic design of the structural elements of ships which is built using welding, the ultimate strength analyses of the plates having initial imperfections, such as welding residual stresses and strains, are needful. The welding deformation usually relied on approximative equations or based on expert's experience. But in this paper, for the thermal elasto-plastic analysis of plates, the finite element analysis was performed, based on initial strain method. In formulating the incremental analysis, unbalanced force terns were included. In the plastic domain during the incremental process, the 2nd order terns stress increment and yield stress increment were considered, so that time increment could be controlled for a more stable solution. The ultimate strength analysis program of the plates having initial imperfections was made. The ultimate strength analysis was carried out based on the results of the welding deformations of this paper. In the ultimate strength analysis the Rayleigh-Ritz method based on the minimum potential theory was used.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권4호
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• pp.70-77
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• 1997

Welding is one of the most important and popular joining techniques employed in structures. In spite of, weld designs depend on the rules and regulations. Moreover, the study to optimize a shape of welding joint not may be sufficient and systematic on the theoretical and experimental sides. Therefore, in this study, a computer program based on thermal elasto plastic theory is developed for optimizing(minimizing) shape of weld joints. By the results, study is made on the characteristics of the distributions of welding residual stresses and plastic strains, and their production mechanisms. Also, Various kinds of tests are carried out to find out mechanical characteristics due to shape of weld joints. As a result of this optimization(minimization) of weld joints, the productivity and the reliability will be improved.