• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.943-951
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• 2014

마이크로/나노 압입시험에 사용되는 각뿔 혹은 원뿔형 압입자의 선단 형상은 제작한계 및 사용 중 마모 등으로 인해 필수적으로 곡면 형태를 띄게 된다. 많은 압입시험 관련 연구에서 각뿔형 압입자의 선단 형상은 편의상 구형으로 가정한 후, 얕은 압입에 대한 구형압입 이론식을 적용하고 있다. 이러한 가정에는 근본적으로 두 가지 문제점이 있는데, 첫 번째로 이론해의 정확성은 재료 물성치 및 압입자 형상에 따라 변화한다는 점이며, 두 번째로 각뿔형 압입자의 실제 선단 형상은 이상적인 구형이 아니라는 점이다. 본 연구에서는 유한요소해석에 기반하여 압입시험에 미치는 이 두 요소의 영향을 분석한다. 먼저 탄성 구형 압입시험에 대해 푸아송비와 하중-변위 곡선의 상관관계를 살펴보고, 이를 기반으로 수정된 구형 탄성 압입 관계식을 제시한다. 이어 가정된 Berkovich 선단 형상의 3차원 유한요소해석으로부터 압입깊이에 따른 하중-변위 곡선의 특성을 분석한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권3호
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• pp.313-321
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• 2007

In this work, the prior indentation theory for a bulk material is extended to an indentation theory for evaluation of thin-film material properties. We first select the optimal data acquisition location, where the strain gradient is the least and the effect of friction is negligible. A new numerical approach to the thin-film indentation technique is then proposed by examining the finite element solutions at the optimal point. With this new approach, from the load-depth curve, we obtain the values of Young's modulus, yield strength, strain-hardening exponent. The average errors of those values are less than 3, 5, 8% respectively.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1-6
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• 2008

Due to the self-similarity of Berkovich and conical indenters, different materials may show the same loaddepth curve for single indentation. In this study, we first compare the load-depth characteristics of conical and Berkovich indenters via finite element method. We also analyze the variation of load-depth curves with angle of Berkovich indenter, indentation parameters, and material properties. With numerical regressions of obtained data, we then propose dual-Berkovich indentation formulae for material property evaluation. The proposed approach provides the values of elastic modulus, yield strength and strain-hardening exponent and corresponding stress-strain curve with an average error of less than 3%. The method is valid for any elastic indenters made of tungsten carbide and diamond for instance.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권10호
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• pp.805-816
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• 2008

The present work reviews the methods to evaluate elastic-plastic material characteristics by indentation tests. Especially the representative stress and strain values used in some papers are critically analyzed. The values should not only represent the load-depth curve, but also represent the whole of deformed material around the impression. We briefly introduce other indentation techniques to evaluate residual stresses, creep properties, and fracture toughness. We also review some technical problems that are related to the accuracy issues in indentation tests.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.42-47
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• 2004

Metallic glasses are amorphous meta-stable solids and are now being processed in bulk form suitable for structural applications including impact. Bulk metallic glasses have many unique mechanical properties such as high yield strength and fracture toughness, good corrosion and wear resistance that distinguish them from crystalline metals and alloys. However, only a few studies could be found mentioning the dynamic response and damage of metallic glasses under impact or shock loading. In this study, we employed a small explosive detonator for the dynamic indentation on a Zr-based bulk amorphous metal in order to evaluate the damage behavior of bulk amorphous metal under impact loading. These results were compared with those of spherical indentation under quasi-static and impact loading. The interface bonded specimens were adopted to observe the appearances of subsurface damage induced during indentation under different loading conditions.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.306-314
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• 2006

가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제27권3호
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• pp.172-184
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• 2017

동적 초미소 경도법의 압입시험, 하중-비하중 시험, 그리고 반복시험을 이용하여 심도별 대전화강암 내 광물들의 경도와 역학적 특성을 살펴보았다. 시험 결과 세 개 구간(Group-1, -2, -3)으로 광물 집단의 분류가 가능하였다. Martens 경도값은 세 가지 시험법 모두에서 41 m와 223 m 심도에 따른 차이가 크지 않았다. 그럼에도 불구하고, 그 크기는 반복시험<하중-비하중 시험<압입시험 순으로 나타났다. 광물 집단별 평균 Martens 경도, 탄성계수, indentation work 등을 고려해 볼때, 그들의 경계는 비교적 뚜렷하게 나타났다. 결론적으로 동적 초미소 경도법의 세 가지 형태 시험법을 이용함으로써 광물들에 대한 비교적 정확한 경도값을 얻을 수 있었다. 또한 하중-비하중 시험과 반복시험으로부터는 광물들의 탄성계수와 광물들의 탄성적-소성적 성질 특성 파악도 가능하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권5호
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• pp.385-392
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• 2016

Recently in the display industry, demands for high-luminance and resolution of display devices have been steadily increasing. Generally, micro linear patterns are applied to an optical film in order to improve its properties of light. However, these patterns are easily viewed to eyes and moire phenomenon can be occurred. Micro random patterns are proposed as a method to solve these problems, increasing light-luminance and light-diffusion. However, conventional pattern manufacturing technologies have long processing times and high costs making it difficult to apply to large area molds. In order to combat this issue, micro-random patterns are formed by using a roll to plate indentation method along with abrasive paper tools composed of AlSiO2, SiC, and diamond grains. Also, forming properties, such as size and fill-factor of random patterns, are analyzed depending on type, mesh of abrasive paper tools, and indentation forces.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1837-1841
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• 2008

The purpose of this study is to investigate the properties of the AAO nanohoneycomb structure. Especially the Elastic modulus and hardness play important role in determining the mechanical deformation of ceramic materials. The mechanical properties of the AAO nanononeycomb structure were investigated using indentation test.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.256-261
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• 2000

In this study, we derived work-hardening exponent using continuous indentation test technique. Continuous indentation test technique is a powerful method to evaluate mechanical properties, such as hardness, modulus, ${\sigma}-{\varepsilon}$ curves and etc. It has many merits conventional indentation test has. The relationship between true stress and mean contact pressure and between strain and indentation depth were derived. While the indenter pushes the materials, the region around the indenter is deflected elastically. It is called elastic deflection. And pile-up phenomenon related to plastic deformation around the indenter increased the contact depth, and sink-in phenomenon decreases. So we calibrated contact depth change by considering elastic deflection and pile-up/sink-in. Using calibrated contact depth we redefined the relationship between true stress and mean contact pressure and between strain and contact depth. Through these relationship we could derive work-hardening exponent by analyzing load-depth curves. And it showed good agreement with tensile test results.