• Journal of Korea Foundry Society
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• v.27 no.6
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• pp.255-257
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• 2007

최근에는 탄소섬유복합재료(CFRP)는 우주 및 민간 항공산업분야에 널리 활용이 되고 있는 실정이다. CFRP 복합재는 적층구성에 따라 기계물성치 및 강성에 크게 영향이 미치므로 가장 대표적인 직교이방성 적층재의 적층배향을 비파괴 탐상하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 CFRP 적층재의 섬유배향에 가장 민감한 초음파 전단파를 활용하기 위해 2개의 종파 초음탐촉자를 이용하는 새로운 기법을 제안하였다. 또한 초음파 전단파를 발생하기 위해서는 탐촉자 밑면에 접촉매질인 태운꿀을 사용하는데 초음파시험하는 도중에 물성치중에 하나인 즉 점성이 상당히 변하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2개의 종파용 초음파탐촉자를 이용해 전단파를 발생시킴으로써 접촉매질문제를 상당히 경감할 수 있는 것으로 나타났으며 여기에서 발생한 전단파가 CFRP 복합적층판의 섬유배향에 매우 민감함을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.1
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• pp.36-43
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• 2002

Thermopiezoelastic snap-through phenomena of piezolaminated plates are investigated by applying an are-length scheme to Newton-Raphson method. Based on the layerwise displacement theory and von Karman strain-displacement relationships, nonlinear finite element formulations are derived for the thermopiezoelastic composite plates. From the static and dynamic viewpoint, nonlinear thermopierzoelastic behavior and vibration characteristicx are stuied for symmetric and eccentric structural models with various piezoelestric actuation modes. Present results show the possibility to enhance the performance, namely thermopiezoelastic snapping, induced by the excessive piezoelectric actuation in the active suppression of thermally buckled large deflection piezolaminated paltes.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.729-732
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• 2010

본 논문에서는 이산 변수 최적화에 적합한 유전 알고리듬을 이용하여 복합재 적층 패치의 최적강도설계를 수행하였다. 기저판(substrate)와 접착제(adhesive), 그리고 복합재 적층 패치로 이루어진 구조물에서 패치의 강도를 효율적으로 구하기 위해서 응력 함수 기반의 해석적 방법을 도입하였다. 면외 방향의 응력 함수를 가정하여 가상 공액일의 법칙(complementary virtual work principle)에 적용하였으며, 복합재 패치의 자유 경계조건으로부터 면내 방향의 응력함수를 결정하였다. 응력 함수를 통하여 구한 층간 응력 값은 자유 경계 효과를 잘 나타내었고, 이를 이용하여 패치의 강도 해석을 수행하였다. 강도 해석 시, 복합재 패치의 파괴 기준은 면내 응력들에 대해서는 최대 응력 척도를 사용하였으며, 층간 응력들에 대해서는 quadratic delamination 척도를 사용하였다. 유전 알고리듬을 이용한 최적강도설계 과정에서는 임의의 염색체가 주어진 적층 구속 조건을 만족할 수 있게 수정(repairing)하는 과정을 도입하였다. 또한 다수의 전역해(global optima)를 효과적으로 찾기 위해서 multiple elitism 기법을 도입하였다. 응력 함수 기반의 강도 해석방법과 유전 알고리듬과의 연계를 통한 복합재 적층 패치의 강도최적설계 기법은 패치 구조물의 해석 및 설계에 있어서 효율적인 도구로서 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• Composites Research
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• v.36 no.6
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• pp.383-387
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• 2023

Carbon fiber-reinforced composites have excellent mechanical properties. However, the fracture toughness is a disadvantage due to brittle failure mode. The fracture toughness can be enhanced using hybridization with large-elongation fibers. In this study, polyamide (aramid) fibers are hybridized with carbon fiber with various stacking sequences. As a result, the Izod impact strength was enhanced by 63% with 25% aramid fiber hybridization. It is also shown that there is an optimal point in laminated composite hybridization, [CF/CAF₂/CF]_s stacking sequence.

• Composites Research
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• v.32 no.6
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• pp.314-318
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• 2019

A simple and very flexible automatic dipping machine was constructed for producing functional multilayer films on wide substrates via the layer-by-layer (LbL) assembly technique. The proposed machine exhibits several features that allow a fully automated coating operation, such as various depositing recipes, control of the dipping depth and time, operating speed, and rinsing flow, air-assist drying nozzles, and an operation display. The machine uniformly dips a substrate into aqueous mixtures containing complementary (e.g., oppositely charged, capable of hydrogen bonding, or capable of covalent bonding) species. Between the dipping of each species, the sample is spray cleaned with deionized water and blow-dried with air. The dipping, rinsing, and drying areas and times are adjustable by a computer program. Graphene-based thin films up to ten-bilayers were prepared and characterized. This film exhibits the highly filled multilayer structures and low thermal resistance, indicating that the robotic dipping system is simple to produce functional thin film coatings with a variety of different layers.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.5
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• pp.243-250
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• 2018

In this paper, design technique using genetic algorithms(GA) for design optimization of composite leaf springs is presented here. After the initial design has been validated by the car plate spring as a finite element model, the genetic algorithm suggests the process of optimizing the number of layers of composite materials and their angles. Through optimization process, the weight reduction process of leaf springs and the number of repetitions are compared to the existing algorithm results. The safety margin is calculated by organizing a finite element model to verify the integrity of the structure by applying an additive sequence optimized through the genetic algorithm to the structure. When GA is applied, layer thickness and layer angle of complex leaf springs have been obtained, which contributes to the achievement of minimum weight with appropriate strength and stiffness. A reduction of 65.6% original weight is reached when a leaf steel spring is replaced with a leaf composite spring under identical requirement of design parameters and optimization.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.9 no.4
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• pp.159-168
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• 2005

This study carries out a finite difference nonlinear analysis of anisotropic advanced composite plate structures with various layer sequences. In the numerical analysis of various mechanical problems involving complex partial differential equations, the finite difference method (FDM) developed in this study has an advantage over the finite element method in its ability to avoid mesh generation and numerical integration. Many studies in FDM have been made on clamped or simple boundary conditions using merely an energy approach. These approaches cannot be satisfied, however, with pivotal points along the free boundary. Therefore, this study addresses the nonlinear problem of anisotropic plates by adopting a finite difference modeling elimination of pivotal difference points in the case of a free boundary condition. Complex nonlinear behaviors of composite plate structures for various parameters, especially for layer sequences, are analyzed using the proposed approach.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.24 no.4
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• pp.399-410
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• 2012

In this study, vibration tests are performed on cantilevered and clamped-clamped laminated composite rectangular plates using experimental modal analysis technique. The damages are simulated by applying progressive line cracks to the laminated composite plates for damage evaluations due to crack growth. The changes of frequency response functions(FRFs), MAC values, and modal parameters (frequency, mode shape and damping ratio) of the damaged composite plates, which are obtained by the modal testing of impact hammer, are investigated. Each experimental modal parameter of the progressively damaged composite plates is compared with natural frequencies and mode shapes obtained by finite element analysis. It is seen that the damage can be evaluated from the changes in the geometric properties and structural behaviors of the laminated composite plates resulting from the model updating process of the finite element model as a benchmark.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.254-254
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• 2010

기존의 부유게이트를 이용한 플래시 메모리는 소자의 크기를 줄이는데 한계가 있기 때문에 이를 해결하기 위한 비휘발성 메모리 소자로 CTF가 큰 관심을 받고 있다. CTF 메모리 소자는 기존의 플래쉬 메모리 소자에 비해 쓰고 지우는 속도가 빠르고, 데이터의 저장 기간이 길며, 쓰고 지우는 동작에 의한 전계 스트레스에 잘 견뎌내는 장점을 가지고 있다. 최근 터널 장벽의 두께와 종류를 변화시킨 소자의 전기적 특성을 향상하기 위한 연구들은 많이 있었지만, 터널 장벽의 적층구조 변화에 대한 연구는 비교적 적다. 본 연구에서는 터널 장벽의 적층구조 변화에 따른 CTF 메모리 소자의 프로그램 동작 특성 변화에 대해 관찰하였다. 기존의 단일 산화막 (silicon oxide; O) 대신 산화막과 higk-k 물질인 질화막 (silicon nitride; N)을 조합하여 ON, NON, ONO로 터널 장벽의 여러 가지 적층 구조를 가진 소자를 설계하여 각 소자의 프로그램 동작 특성을 조사하였다. CTF 메모리 소자의 프로그램 동작 특성을 거리와 시간에 따른 연속방정식, Shockley-Read-Hall 유사 트랩 포획 방정식 및 푸아송 방정식을 유한차분법을 사용하여 수치해석으로 분석하였다. WKB 근사를 이용하여 인가된 전계의 크기에 따라 터널링 현상에 의해 트랩층으로 주입하는 전자의 양을 계산하였다. 또한, 터널 장벽의 적층구조 변화에 따른 트랩층의 전도대역과 트랩층 내부에 분포하는 전자의 양을 시간에 따라 계산하였다. 계산 결과에서 터널 장벽의 적층구조 변화가 CTF 메모리 소자의 프로그램 동작 특성에 미치는 영향을 알 수 있었다. 소자의 프로그램 동작 특성을 분석함으로써 CTF 메모리 소자에 적합한 터널 장벽의 구조를 알 수 있었다. 기존의 단일 산화막보다 얇아진 산화막의 두께와 낮은 질화막의 에너지 장벽 높이로 전자의 터널링 현상이 더 쉽게 일어나기 때문에 ON 구조로 터널 장벽을 적층한 CTF 메모리 소자의 프로그램 속도가 가장 빠르게 나타났다. 이러한 결과는 터널 장벽의 구조적 변화가 전자의 터널 효과에 미치는 영향을 이해하고 프로그램 동작 속도가 빠른 CTF 메모리 소자의 최적화에 도움을 줄 수 있다.

• Composites Research
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• v.34 no.4
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• pp.212-225
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• 2021

Metal matrix composites (MMCs) were widely used in various industries, due to the excellent properties: high strength, stiffness, wear resistance, hardness, thermal conductivity, electrical conductivity, etc. With additive manufacturing (AM) technology rapidly developed, AM MMCs have been actively investigated thanks to the cost- and time-saving manufacturing. However, several issues still need to be addressed before fabricating AM MMCs. Here, several types of MMCs were introduced and MMCs' design methods to tackle the issues were suggested in a powder bed fusion (PBF) technique. The paper could come up with a guideline for the material and process design of MMCs in the PBF technique.