• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.73-80
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• 2013

본 연구에서는 유한요소해석법을 사용하여 V홈 오링의 밀봉거동과 내구 안전성에 관련된 변형률, 응력, 접촉법선응력 해석결과를 제시하고 있다. 밀봉거동과 내구 안전성에 관한 FEM 해석결과에 의하면, V홈 형상을 갖는 오링에 작용하는 최대변형률, 최대압축응력, 최대접촉법선응력은 기존의 오링에 비해 약 1.2배나 더 높게 나타났다. 이것은 오링이 두 개의 원형을 겹치도록 형성된 중간부에 V홈을 넣었기 때문에 가능한 것으로 판단되고, V홈 오링은 볼밸브, 압력용기, 가스기기의 밀봉을 하는데 매우 유용한 것으로 알려져 있다. 그리고, V홈 오링에서 가스압력을 높여도 압출에 의한 파손현상이 발생되지 않았는데, 이것은 V홈이 형성되어 있기 때문이다. 따라서, V홈 오링은 기존 오링에 비해 밀봉수명을 연장시킬 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2463-2469
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• 2011

이동전화기의 낙하 충격 시 디스플레이 모듈의 파손은 이동전화기의 재료, 강성 및 형상에 의하여 많은 영향을 받는다. 이동전화기 개발의 초기 단계에서는, 디스플레이 모듈의 내구성을 판단하기 위하여 모듈을 지그에 장착하여 낙하시험을 수행한다. 본 연구에서는 OLED 모듈의 충격 시험을 수행하기 위한 지그를 개발하였다. 지그의 재료, 두께 및 리브의 개수와 방향 등을 설계변수로 고려하여 실제 이동전화기가 낙하할 때 OLED 모듈이 받는 충격 응력과 가장 유사한 응력이 발생하도록 지그를 개발하였다. ABAQUS/Explicit를 사용한 1.5m 높이 충격 해석에서, 개발된 지그에 장착된 OLED 모듈의 유리에서 발생하는 최대주응력은 이동전화기에 장착된 동일 모듈의 유리에서 발생하는 최대주응력과 유사함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.994-1001
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• 2012

승차감이나 안전에 관련된 부분 중 하나인 자동차 시트는 차량 주행시 전달되는 충격이나 진동을 적절하게 흡수하여 승객에게 안락성을 제공한다. 또한 이러한 여건을 만족시키면서 승객의 안전을 보장하는 충분한 강성과 강도를 가져야 한다. 자동차 시트는 2가지의 모델로 설계를 하고 구조 해석을 하였다. 그 결과, 시트 백 프레임의 모델(b)가 (a)보다 적은 변형량과 피로 수명을 보였고. 모델의 중앙에 해당되는 허리부분에서 가장 많은 변형량과 파손 가능성을 보였다. 고유진동수를 적용한 진동해석에서, 모델(a)의 경우는 모델의 바깥쪽에서 안쪽으로 변형이 되었고, 모델(b)의 경우는 모델의 안쪽에서 바깥쪽으로 변형이 되었다. 전반적으로 모든 면에서 모델(b)가 (a)보다 구조적으로 안전하다고 사료된다.

• Composites Research
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• 제26권5호
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• pp.279-288
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• 2013

본 논문은 Loop 종류의 주파수 선택적 투과구조(FSS)를 결합시킨 복합재료 구조의 잔류응력으로 인한 층간분리, FSS의 손상 등 구조적 파손과 잔류응력으로 인해 변형된 FSS의 전파 투과 특성의 영향을 연구하였다. FSS는 단위요소 종류, 설계 변수, 배열에 따라 일정 대역에 전파를 투과 혹은 반사시킬 수 있다. 그래서 사각 루프 FSS를 복합재료와 결합시켰을 때 X-band(8~12 GHz)에서 공진이 발생하도록 설계한 후, 그에 따른 치수를 규격화하여 다른 루프형상(삼각 루프, 원형 루프)에 적용하고 단일 Loop와 이중 Loop 구조일 때 복합재료의 적층을 변화시켜 비교 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.376-381
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• 2010

일반적으로 기체 구조물 개발시 운용조건에서의 구조설계 해석 검증 및 구조강도확인을 위해서 구조강도시험이 수행된다. 본 논문에서는 구조시험 하중부가방법 중 응력집중에 의해 파손되기 쉬운 재료를 기체 지지구조로 사용하고자 할 때 구조물 표면에 공기압을 이용하여 국부적 응력집중을 피하면서 분포하중을 부가할 수 있는 새로운 외력부가장치의 개발에 대하여 기술하였다. 본 장치는 부드러운 재질의 하중전달용 매개체를 이용하여 구조물 표면에 손상을 주지 않고 외력을 전달할 수 있으며, 임의형상 구조물에 대하여 쉽게 응용이 가능하다. 본 장치를 이용하여 평판구조물과 곡면구조물에 대하여 외력부가구조강도시험을 성공적으로 수행함으로써 적용시험기법의 타당성을 입증하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.29-36
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• 2008

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.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권1호
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• pp.15-21
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• 2011

전자기기의 고집적화를 위해 실리콘 웨이퍼의 두께가 점점 얇아지고 있으며 이로 인해 제조공정 중 균열이나 파손이 발생할 가능성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 300 ${\mu}m$~100 ${\mu}m$ 두께의 반도체용 단결정 실리콘 웨이퍼의 파단 강도 및 파괴특성을 평가하였다. 기계적 연마를 통해 두께 (300, 200, 180, 160, 150, 100 ${\mu}m$)가 다른 실리콘 웨이퍼를 준비하였다. 하나의 웨이퍼에서 40개의 실리콘 다이(크기 : 62.5 mm${\times}$4 mm)를 얻어 4점 굽힘시험을 통해 평균 강도값을 구하였다. 강도분포의 통계적 해석을 위해 와이블 선도를 이용하여 형상인자(와이블 계수)와 크기인자(확률적 파괴강도)를 얻었다. 취성 실리콘 다이의 시편 크기(두께)효과와 파단 확률이 고려된 통계적 파단강도 값을 실리콘 다이 두께의 함수로 얻었다. 관찰된 파괴양상을 측정된 파단강도와 관련하여 고찰하였다.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.111-118
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• 2007

현재 개발 중인 KSLV-I은 2단으로 구성된 발사체이며, 1/2단은 어댑터 링을 사용하여 연결한다. 단 조립 후에 1/2단 통신을 위해 사용되는 케이블은 외부로 노출된다. 또한 1/2단 분리를 위하여 어댑터 링에 장착되는 8개의 파이로 볼트도 외부로 노출된다. 이처럼 외부로 노출되는 케이블이나 작동 시 파편 및 충격으로 인한 피해가 우려되는 부분에는 부품과 구조물을 보호하기 위해 일반적으로 카울을 사용하고 있다. KSLV-에서는 용도에 따라 2종의 카울(엄비리컬 카울, 파이로 볼트 카울)을 설계하였다. 카울은 외부로 노출되었기 때문에 공기 유동으로 발생되는 열과 압력 하중을 받게 된다. 따라서 카울은 열과 압력 하중에 대한 구조 강도를 해석을 통하여 검증하여야 한다. 본 연구에서는 열 하중을 제외한 압력 하중에 대한 구조 해석을 수행하였다. 구조 해석 결과 파이로 볼트 카울은 구조해석 결과로부터 구조 강도면에서 안전함을 확인하였지만, 엄비리컬 카울의 경우 주어진 압력하중으로 인해 파손됨을 확인하였다. 하중 조건을 만족시킬 수 있도록 엄비리컬의 카울의 형상을 변경하였으며 추가적으로 구조 해석을 수행하여 하중 조건을 만족함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.53-60
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• 2002

본 연구에서는 내열 특성과 구조적인 특성을 갖는 탄소섬유/페놀릭 복합재 내열튜브를 필라멘트와인딩 공법에 의해 제작하고 이들의 구조적인 성능을 평가하였다. 이를 위해 내열튜브의 제작방법을 소개하고 황산용해법을 적용하여 내열튜브에서의 섬유체적비와 기공함유율을 측정하였다. 시편폭을 달리한 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 강화섬유의 연속성을 나타낼 수 있는 시편형상을 제시하였으며 공정변수를 달리한 내열튜브에서 채취된 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 내열튜브의 제작을 위한 적절한 공정조건을 결정하였다. 그리고 보증시험을 통해 수집한 음향신호의 분석을 통해 내열튜브에서의 균열진전과 파손양상을 조사하였다. 마지막으로 내열튜브 자체에 대해 보증시험과 파열시험을 수행함으로써 내열튜브 자체의 구조적인 신뢰성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제13권6호
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• pp.23-29
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• 2000

층상구조재료가 갖는 약점으로는 구성재료층 간의 열.기계적 특성 차이로 인하여 내부응력이 발생되고 비틀림 변형이 유발되어 형상 제어가 매우 어려울 뿐만 아니라, 반복적인 열 하중으로 인해 열이력을 받을 경우 접합부에서의 파손이 생길 수 있다는 것이다. 최근 층상구조에서 조직 혹은 조성이 점차적으로 변하는 계면을 삽입한 경사조성재료는 열.기계적 변형특성 차이에 의한 재료의 손상을 최소화시킬 수 있으나, 용도에 적합한 구조설계를 위해서 열.기계적 해석이 필요하다. 본 연구에서는 전자패키징용 $Al-SiC_p$ 경사조성 복합재료의 기하학적 구조와 온도변화에 따른 곡면화 변형 및 내부응력분포를 해석하고자 하였다. 한편 층상구조 $Al-SiC_p$ 경사조성 복합재료의 열변형량을 측정하고 내부응력분포를 실험적으로 구하여, 이론적으로 계산한 결과와 비교하였다. 본 연구의 해석결과는 경사조성 층상구조재료의 최적구조 설계에 유용하게 적용할 수 있다.