• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권1호
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• pp.17-29
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• 2023

본 논문에서는 전자제품의 소형화와 고성능화에 따라 패키징 기술에서 핵심적인 역할을 하는 솔더 조인트의 신뢰성 평가 방법을 소개한다. 우선, 다양한 합금 조성과 제품 형태에 따른 솔더의 특성을 설명하고, 여러 패키지에서의 솔더 조인트 구조에 대한 개요를 제시한다. 그 다음 솔더 합금의 조성과 미시구조가 솔더의 열적 및 기계적 특성에 미치는 영향을 분석하며, 솔더 크리프 거동에 대해 간략히 소개한다. 이어서, 신뢰성 평가를 위한 크리프 모델과 피로 모델 등을 고려한 분석 기법들을 소개하고, 솔더 조인트의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방안에 대해 논의한다. 본 연구는 반도체 패키징 기술 분야에서 솔더 조인트의 신뢰성 평가와 개선에 유익한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.126-134
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• 1995

본 연구에서는 피로강도중 설계자의 입장에서 일차적으로 관심의 대상인 균열발생수명에 대하여 선박용 중형엔진의 크랭크축을 대상으로 피로강도평가를 수행하였다. 본 평가를 위하여 크랭크축에 대한 구조해석모델을 구성하고 작용하중을 선정하였고 구조해석을 통한 반복적 응답을 근거로 균열발생수명을 추정하였으며 이들의 수명분포상황을 제시하여 보았다. 균열발생수명의 추정에서 주로 사용되고 있는 몇가지 상관관계를 소개하고 이의 적용성에 대하여 언급하여 보았다. 본 해석을 위하여 PATRAN, NASTRAN 및 EMRC/NISA 등의 상용프로그램을 적극 활용하였다. 균열발생해석의 결과로서 아직 조선업계의 적용성이 활발치 못한 수명분포도를 제시하였으며 이로부터 일반구조해석에서의 응력분포도와 같은 방식으로 수명분포상황을 일목요연하게 파악할 수 있는 방법의 적용성을 타진하여 보았다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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• pp.249-251
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• 2004

According to our fatigue tests carried out at 20 ㎐, R=0.1 on transversely butt-welded joints, fatigue strengths of as-welded specimens, that is, specimens having residual stress are higher than those of annealed specimens in short hie range, but vice verse in long life range. This behavior seems to be concerned mainly with residual stress relaxation by applied loading. After analyzing the welding process, we conducted finite element analysis to quantify the degree of residual stress relaxation. By taking into account residual stress relaxation, modified Goodman diagram, and nominal stress, we evaluated the fatigue life of the welded joint from the S-N curve for the parent material. The estimated results are in a good agreement with the experimental results.

• 한국안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.46-50
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• 2000

A theoretical model for the evaluation of small surface fatigue crack initiated from a pit-type surface flaw is presented. The low frequency scattering model is developed based on the reciprocity principle for the elastic wave scattering. The effect of the flaw on the surface wave reflection from the crack is taken into account approximately by means of the stress intensity factor of cracks on a through thickness hole. The reflection coefficient of surface wave is derived for the prediction of small surface crack depth. Calculated results for pits with different sizes are illustrated.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.96-110
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• 1996

노후선박은 부식, 피로균열 등의 구조손상을 입고 있으며, 구조손상이 심각하면 중대한 해난사고를 초래할 위험성이 높다. 선각붕괴에 의한 선박의 침몰사고를 미연에 방지하기 위하여는 구조손상에 기인된 각종 불확실성을 고려한 노후선박의 최종강도 신뢰성을 평가할 필요가 있다. 본 논문에서는 부식에 의한 선체구조부재의 판두께 감소효과를 고려하여 선체구조의 최종강도를 기준으로한 신뢰성 평가기법을 제시하였다. 이를 위해 선체구조의 부식 속도모델을 선급에서 제시하는 데이타를 바탕으로 설정하고, 부식효과를 고려한 신뢰성 한계상태방정식을 도출하였으며, 최종강도 신뢰성은 SORM (second-order reliability method)을 적용하여 계산하였다. 본 기법을 이중선체 유조선에 적용하여 선령의 증가에 따른 단면계수 및 최종강도 신뢰성의 감소특성을 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.809-817
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• 2008

이동하중에 의한 아스팔트 포장의 변형률과 피로수명을 예측할 수 있는 유한요소해석 프로그램을 개발하고 그 성능을 현장 및 가속시험의 계측결과로 검증하였다. 본 논문에서는 아스팔트 혼합물의 점탄성 연속체 손상(ViscoElastic Continuum Damage, VECD)모형을 유한요소해석 프로그램인 VECD-FEP++(Finite Element Program in C++)로 구현하는 과정을 다루고 있다. 아스팔트 혼합물의 피로손상은 열역학 이론에 근거한 Schapery의 일 포텐셜 이론(work potential theory)과 일축 단일 변형률 인장 시험으로 정의하고 이를 VECD 모형의 입력변수로 사용하였다. 실제 포장의 동적 변형률을 예측하기 위하여 한국도로공사 시험도로에서 이동하중 시험을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 또한 4가지 서로 다른 아스팔트 혼합물(일반밀입도, SBS, Terpolymer, CR-TB)을 사용한 포장가속시험을 실시하고 각각의 피로 특성을 유한요소해석으로 예측하였다. 아스팔트 기층상부와 기층하부에서의 횡방향 변형률은 계측과 수치해석결과가 잘 일치하였다. 반면에, 표층과 중간층에서의 응답은 차량접지하중의 복잡한 영향으로 인하여 이를 반영할 수 없는 현재의 유한요소해석모델의 예측결과와는 다소 차이가 있었다. 포장가속시험결과 SBS 혼합물의 피로저항능력이 가장 우수한 것으로 평가 되었으나 VECD-FEP++에 의한 수명은 이와는 다르게 Terpolymer가 가장 우수한 것으로 예측되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.41-50
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• 2011

일반적으로 도로 포장체의 파손은 다양한 요소에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그 중 가장 주된 포장체 파손형태로서 영구변형(permanent deformation)과 피로균열(fatigue crack)을 들 수 있으며 이들은 포장체의 공용수명을 단축시키는 주요원인이 된다. 도로 포장체의 영구변형을 정확히 예측하는 것은 도로포장체의 내구성을 파악하여 이를 기반으로 포장을 설계하는 포장설계법의 수립에 있어 매우 중요하다. 포장하부구조의 재료거동은 본질적으로 전단강도(${\tau}_{max}$)와 밀접한 연관성을 가지므로 포장하부구조 내 발생한 전단응력${\tau}$의 전단강도에 대한 발생비를 고려하여 영구변형 모델을 설정할 필요가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 전단응력비 개념을 도입한 대형반복삼축압축시험을 통하여 도로하부 재료 중 국내에서 사용되는 대표적인 입상의 보조기층 재료에 대한 영구변형 특성을 알아보았으며 이를 기초로 영구변형 모델의 수립에 필요한 모델 매개변수를 시험을 통해 새롭게 제안하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1185-1191
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• 2014

가스터빈 블레이드는 증기터빈 블레이드와 달리 냉각홀 및 냉각유로를 포함한 복잡한 형상으로 되어 있으며 복합화력의 운전특성에 따라 반복적이거나 지속적인 열-기계 하중 조건 하에서 운전된다. 따라서 블레이드는 운전시간에 따라 균일하지 못한 온도 분포나 응력 분포를 보이며, 이는 크리프나 열-기계피로 손상을 유발하며, 결국 가스터빈 블레이드의 수명을 단축시킨다. 결국 다양한 운전 조건에 따라 발생하는 응력을 정확하게 계산하는 것은 설비의 신뢰성을 보장하고 나아가 블레이드와 같은 고온 부품의 정확한 수명을 평가하는데 무엇보다 중요하다. 최근 들어 컴퓨터 기능이 좋아지고 상용 소프트웨어의 성능이 향상되어 실증 시험에 대한 대안으로 유동, 열 및 구조해석을 연결하는 전산해석이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 실 운전조건을 고려하여 유동-열-구조 해석 기법을 연계하는 유체-구조 연성해석을 통해 블레이드 온도 및 응력분포를 계산하였다. 또한 해석 결과를 토대로 대표적인 손상기구인 크리프 및 열-기계 피로 손상 모델을 이용하여 블레이드의 수명을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.1-6
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• 2013

3차원 균열은 항공기나 압력용기 계통에서 흔히 발견되는 결함중의 하나이다. 균열을 갖는 구조물에 대한 정확한 응력확대계수 해석과 균열성장속도는 파괴강도와 피로수명을 평가하는데 필요로 한다. 3차원 유한요소법은 구조물에 존재하는 표면균열의 응력확대계수를 구하는데 이용되어 진다. 기하모델, 즉 균열을 포함하는 솔리드모델을 정의한 후, 절점이 버켓법에 의해 생성되어 진다. 요소생성은 사변형 솔리드요소를 데라우니 삼각화 기술에 의해 생성하도록 하였다. 시스템의 정확도와 효용성을 체크하기 위해 내압을 받는 원통형용기에 균열이 존재하는 경우의 응력확대계수 해석을 수행하였다. 개발된 시스템을 이용한 해석결과는 ASME 식과 Raju-Newnam식과 비교하여 5%이내의 차이를 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.347-353
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• 2012

최근 휴대폰은 스마트폰의 출연으로 다기능화가 요구되고 있으며, 각 보드의 전기적 신호를 연결시키는 커넥터는 필수 핵심 부품이 되었다. 커넥터는 많은 양의 전기신호를 처리하기 때문에 소형화, 협피치화가 필요하다. 하지만, 커넥터의 소형화 및 협피치화는 구조적 안전성을 저하시키며, 외부하중에 의한 접촉불량을 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 초소형 협피치 FPC 커넥터를 개발하기 위해 벤치마킹을 통한 초기설계안을 도출하였으며, 터미널 두께 0.2mm, 개수 50 개를 기준으로 하였다. 체결성능을 평가하기 위해 수치해석 모델을 구성하였으며, 다구찌 방법을 이용하여 형상 최적화를 수행하였다. 또한, 터미널의 한계수명을 예측하기 위해 피로해석을 수행하였으며, 체결 성능이 향상된 최종형상을 도출하였다.