• Advances in nano research
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• 제10권1호
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• pp.25-42
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• 2021

In this article, the vibration behavior of embedded Functionally Graded Nanoplate (FGNP) employing nonlocal Kirchhoff's plate theory has been investigated under hygrothermal environment. The FGNP is considered to be supported by Winkler-Pasternak foundation. The Eringen's differential theory is used for size effect on the vibration of the FGNP. Rayleigh-Ritz method with orthogonal polynomials are employed for the governing equations and edge constraints. The advantage of this method is that it overcomes all the drawbacks of edge constraints and can easily handle any combinations of mixed edge constraints. The coefficients viz. moisture expansion, thermal expansion and elastic coefficients are considered to be transversely graded across the FGNP. The similarity of the calculated natural frequencies is examined with the previous research, and a good concurrency is seen. The objective of this article is to analyze the parameters' effect on the nondimensionalized frequency of embedded FGNP under hygrothermal environment subjected to all possible edge constraints. For this, uniform and linear rise of temperature and moisture concentration are considered. The study highlights that the nonlocal effect is pronounced for higher modes. Moreover, the effect of the Pasternak modulus is seen to be prominent compared to the Winkler modulus on non dimensionalized frequencies of FGNP.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.26-41
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• 2021

Titanium hydride potassium perchlorate (THPP)는 일반적으로 널리 사용되는 착화제로 추진 시스템에서 중요한 역할을 수행해오고 있지만, '노화'라는 현상으로 인하여 THPP의 요구 성능 변화, 심지어는 system failure가 초래될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 상대습도 조건에서 노화된 THPP의 열역학적 특성 및 성능, 점화 특성 변화를 상세한 열분석과 점화 실험을 통해 밝혔다. 그리고 형태학적 분석과 조성 변화를 통해 노화에 따른 THPP의 물리·화학적인 변화 또한 확인하였다. 결론적으로, 열노화는 산화제 분해로 인하여 활성화 에너지 감소/반응성 증가로 이어지고 수분노화는 연료 산화로 인하여 활성화 에너지 증가/반응성 감소와 같은 경로를 따름을 최종적으로 확인해볼 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.31-38
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• 2013

본 연구에서는 열습환경에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 핀 체결부에 대해 핀 하중시험을 수행하고 수집된 음향방출신호를 분석하여 열습환경이 복합재 핀 체결부의 파괴거동에 미치는 영향을 조사하였다. 이때 시편은 환경조건에 노출되기 전의 시편(Base), 상온침수환경에 노출된 시편(RT), 고온침수 환경에 노출된 시편(HT)으로 구분하였다. 연구결과에 의하면 RT 시편과 HT 시편의 베어링 강도는 Base 시편에 비해 각각 2.2%와 13% 감소하였다. 음향방출신호의 경우 시편 종류에 따라 파손이 가속화되는 시점이 달라짐을 나타내었으며 RT 시편과 HT 시편은 Base 시편에 비해 모재균열에 의한 이벤트가 감소하는 경향이 나타났다. 이로 미루어 판단하면 열습환경은 복합재 핀 체결부의 음향방출신호뿐 아니라 계면특성의 저하도 초래함을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권1호
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• pp.41-51
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• 2017

A $C^0$ FE model developed based on an efficient higher order zigzag theory is used for hygrothermal analysis of laminated composite plates. The $C^0$ FE model satisfies the inter-laminar shear stress continuity at the interfaces and zero transverse shear stress conditions at plate top and bottom. In this model the first derivatives of transverse displacement have been treated as independent variables to circumvent the problem of $C^1$ continuity associated with the above plate theory. In the present theory the above mentioned $C^0$ continuity of the present element is compensated in the stiffness matrix formulation by using penalty parameter approach. In order to avoid stress oscillations observed in the displacement based finite element, the stress field derived from temperature/moisture fields (initial strains) must be consistent with total strain field. Special steps are introduced by field consistent approach (e.g., sampling at gauss points) to compensate this problem. A nine noded $C^0$ continuous isoparametric element is used in the proposed FE model. Comparison of present numerical results with other existing solutions shows that the proposed FE model is efficient, accurate and free of locking.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제2권2호
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• pp.65-72
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• 2001

This paper demonstrates an explicit-implicit, finite element analysis for linear as well as nonlinear hygrothermal stress problems. Additional features, such as moisture diffusion equation, crack element and virtual crack extension(VCE) method for evaluating J-integral are implemented in this program. The Linear Elastic Fracture Mechanics(LEFM) Theory is employed to estimate the crack driving force under the transient condition for an existing crack. Pores in materials are assumed to be saturated with moisture in the liquid form at the room temperature, which may vaporize as the temperature increases. The vaporization effects on the crack driving force are also studied. The ideal gas equation is employed to estimate the thermodynamic pressure due to vaporization at each time step after solving basic nodal values. A set of field equations governing the time dependent response of porous media are derived from balance laws based on the mixture theory. Darcy's law is assumed for the fluid flow through the porous media. Perzyna's viscoplastic model incorporating the Von-Mises yield criterion are implemented. The Green-Naghdi stress rate is used for the invariant of stress tensor under superposed rigid body motion. Isotropic elements are used for the spatial discretization and an iterative scheme based on the full Newton-Raphson method is used for solving the nonlinear governing equations.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.759-764
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• 2017

본 연구에서는 항공기용 레이돔에 적용되는 복합재의 볼트 체결부 강도에 대한 온도 및 습도 환경의 영향을 연구하였으며 열습환경에 노출된 레이돔 체결부에 대해 수분흡수율을 구하고, 온도와 습도환경에 따른 체결부 강도의 물성변화를 확인하였다. 이때 시편은 환경조건을 고려하여 상온건조(RTD), 고온고습(EWT), 저온건조(CTD) 세 가지로 구분하였으며 볼트 체결부의 파손하중 및 파손모드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과가 체결부 강도와 파손모드에서 실험결과와 잘 일치하였으며 체결부 파손강도 예측이 가능한 효과적인 방법으로 확인하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권3호
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• pp.357-369
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• 2004

The purposes of the paper are to analyze the fracture phenomenon by delamination and cracking when the encapsulant of plastic IC package with polyimide coating shows viscoelastic behavior under hygrothermal loading in the IR soldering process and to suggest more reliable design conditions by the approaches of stress analysis and fracture mechanics. The model is the plastic SOJ package with the polyimide coating surrounding chip and dimpled diepad. On the package without cracks, the optimum position and thickness of polyimide coating to decrease the maximum differences of strains at the bonding surfaces of parts of the package are studied. For the model delaminated fully between the chip and the dimpled diepad, C(t)-integral values are calculated for the various design variables. Finally, the optimal values of design variables to depress the delamination and crack growth in the plastic IC package are obtained.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.146-153
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• 2003

This paper deals with the stress singularity induced at the interface corner between the viscoelastic thin film and the rigid substrate subjected to the combined influence of temperature change and moisture absorption. A boundary element analysis is employed to investigate the behavior of interface stresses. The film is assumed to be thermorheologically simple. It is further assumed that moisture effects are analogous to thermal effects. Numerical results are presented for a given viscoelastic model, indicating the singular residual stresses induced during cooling down from the curing temperature, and how they can be altered by subsequent moisture absorption at room temperature.

• 건축역사연구
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• 제29권6호
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• pp.7-18
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• 2020

The domestic of modern architectural remodeling method emphasizes simple aesthetic elements, and the correct design and construction methods are not established based on quantitative grounds, thus damaging the value of cultural properties. This study attempts to re-examine the value of modern buildings recognized as old buildings. It is a basic step to present the correct remodeling of the building. The design criteria for exterior wall remodeling of modern buildings were presented. These research results are suitable for energy conservation design standards and can prevent defects in buildings. In the future, more accurate analysis will be required by securing physical property values for various domestic materials through subsequent research.

• 한국안전학회지
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• 제11권4호
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• pp.143-150
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• 1996

본 연구는 선형, 비선형 hygrothermal 응력 문제를 위한 explicit-Implicit 유한요소 해석 모델 개발에 관한 것이다. 부가적으로 moilsture 확산 방정식, J-적분 평가를 위한 균열 요소 및 가상 균열 진전법이 도입된다. 시간 변화에 따른 균열 추진력을 계산하기 위하여 선형 탄성 파괴 역학(LEFM)이론이 고려되며 재료의 기공은 실온에서 액체 상태의 습기로 포화되어 있으며 온도가 상승함에 따라 증기화된다는 가정하에서 균열 추진력과 증기 효과의 관계가 연구된다. 이상 기체방정식은 각 시간 단계에서 증기에 의한 열역학적 압력을 계산하기 위하여 이용된다. 다공질 재료의 시간 종속 응답을 지배하는 방정식들은 혼합이론에 기초하며 다공질 재료의 유체 흐름을 위한 Darcy의 법칙과 Von-Mises 항복 기준을 포함하고 있는 Perzyna의 점소성 모델이 첨가된다. 또한 Green-Naghdi 응력률이 중첩된 강체 운동하에서 응력 텐서 invariant로 사용되며, 모델링을 위하여 사각요소가 이용되고 비선형 지배 방정식을 풀기 위하여 full Newton-Raphson법에 의한 반복법이 사용된다. 본 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 본 유한요소 프로그램은 복합재의 hygrothermal 파괴 해석에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 2) 습기의 온도에 의한 영향을 가지는 재료의 J-적분을 정확히 예측하기 위하여는 증기 효과를 고려하여야 한다. 왜냐하면 초기단계에 균열 전파력이 가속되기 때문이다. 3) 본 해석을 위해 Uncoupled scheme에 의한 결과도 Coupled scheme에 결과에 비해 아주 타당하므로 CPU 측면에서 매우 경제적인 Uncoupled scheme이 추천된다.