• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권3호
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• pp.293-304
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• 2019

In this paper, a general model is developed to predict the distribution of interfacial shear and normal stresses of FG beam reinforced by porous FGM plates under mechanical loading. The beam is assumed to be isotropic with a constant Poisson's ratio and power law elastic modulus through the beam thickness. Stress distributions, depending on an inhomogeneity constant, were calculated and presented in graphicals forms. It is shown that both the normal and shear stresses at the interface are influenced by the material and geometry parameters of the composite beam, and it is shown that the inhomogeneities play an important role in the distribution of interfacial stresses. The results presented in the paper can serve as a benchmark for future analyses of functionally graded beams strengthened by imperfect varying properties plates. Numerical comparisons between the existing solutions and the present new solution enable a clear appreciation of the effects of various parameters. The results of this study indicated that the imperfect functionally graded panel strengthening systems are effective in enhancing flexural behavior of the strengthened FGM beams. This research is helpful in understanding the mechanical behaviour of the interface and design of hybrid structures.

• 접착 및 계면
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• 제25권1호
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• pp.169-274
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• 2024

최근 외부 자극에 따라 팽창과 수축을 가역적으로 반복하며 형태가 변하는 소재가 주목받고 있다. 이러한 소재는 소프트 로봇, 센서, 인공근육 등 다양한 분야로의 응용가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 고온 물질에 감응하여 이를 보호하거나 감쌀 수 있는 새로운 소재를 제안하였다. 이를 위해, 네마틱-등방성 전이 성질을 지닌 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer, LCE)와 높은 기계적 강도와 고온 수치 안정성을 지닌 폴리이미드(polyimide, PI)를 이용하였다. 용액공정으로 합성된 도프 용액을 마이크로 프린팅 기법에 도입하여 mm 미만의 마이크론 선폭을 지닌 LCE/PI 이중층 구조 2차원 패턴을 개발하였다. 벌집구조로 패턴된 LCE/PI 이중층 메쉬는 PI의 기계적 강도와 LCE 고온 수축 거동의 장점을 동시에 가지고 있었고, LCE 선택적 프린팅을 통해 고온에서 원하는 방향으로의 변형을 유도할 수 있었다. 그 결과, 특정 고온 물질을 가역 반복적으로 감쌀 수 있는 기능을 구현하였다. 본 연구는 LCE 분자 변화에 따라 다양한 온도 구간에서 전기에너지 인가없이 기능을 구현할 수 있는 다양한 액추에이터 분야의 응용 가능성을 시사한다.

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.41-47
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• 2011

본 연구는 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석 기법에 관한 내용으로 소재의 이방성 기계물성을 예측하고 이를 구조해석에 적용하도록 하였다. 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석에 있어서 기존의 경우는 일반적으로 소재의 기계적 물성을 균질 등방성 탄성 모델로 이용하여 왔으나, 실제 부품 파손 모드와 크게 상이한 경우가 많다. 이러한 점을 극복하고자 사출 성형 g,름 해석, 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균 모델을 도입하여 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 섬유배향 효과가 고려되도록 새로운 구조해석 시스템을 개발하였다. 해석의 정확도는 시편시험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 섬유 배향 및 웰드라인 영향 및 섬유 함량에 따른 변화가 해석에 장 반영됨을 확인하였다. 또한 자동차 부품에 개발된 해석 시스템을 적용하여 균질 등방 모델과 달리 부품의 위치별로 다른 기계적 성능이 반영되고, 사출 게이트 위치에 따라 유리섬유 배향이 변화하여 부품의 성능이 달라짐을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권3호
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• pp.138-145
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• 2012

The material used in this study is dielectric and ferrite. Because of the unique characteristics of the material, it is easily exposed to external shocks and pressure, which cause damage to the product. However, after being processed under high-temperature environment repeatedly, the mechanical strength of the product is greatly increased due to the change of the electrical properties. In this paper, dielectric and bonded ferrite material was tested for the material properties. The equipment for this experiment was produced and tested to allow Cylindrical and Three-dimensional geometry of the product for the vacuum deposition. For Cylindrical shape of the product, in order to obtain the equivalent film thickness, the device is constructed in a vacuum chamber which gives arbitrary revolving and rotating capability. The electrical performance of the product is obtained through this process as well. However, as mentioned above, with repeating processes under high temperature and exposure to external environment, the product is easy to be broken. This experiment has enabled us to find out a stable condition to apply the communication of the RF high frequency to each of the core elements, such as Ferrite and Dielectric which is then used for the mechanical strength of the Raw material, hetero-junction material, Hetero-junction Ag Coating material and hetero-junction Ag Coating SiO2 Coating material respectively.

• 한국음향학회지
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• 제36권4호
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• pp.247-253
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• 2017

일반적으로 내화물의 진동특성은 등방성 재료로 가정한 후 확인한다. 하지만 실제로 내화물은 특정 방향으로 가압 성형하여 제조되기 때문에 이방성 재료특성을 보인다. 따라서 본 연구에서는 내화물을 정방정계 대칭성으로 가정하고, 유한요소프로그램을 이용해 너비, 길이, 높이 방향에 대한 주파수 응답을 얻었다. 해석결과의 타당성은 실제 측정결과의 비교를 통해 검증하였다. 주파수 응답을 기반으로, 충격방향기법을 이용하여 내화벽돌의 세 방향의 두께를 추정하였다. 실험을 통해 찾은 두께와 실제 두께와의 최대 오차율은 5 % 미만으로 확인되었다. 이를 통해 내화물과 같은 이방성 재료 두께 측정 시 충격반향기법의 효용성을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권4호
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• pp.178-182
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• 2012

결정립 성장은 여러 가지 재료의 성질에 미치는 큰 영향으로 재료공학에서 매우 중요하다. 그래서 본 연구에서는 PC에서 대규모 상장 모델을 사용하여 이방성 결정립 계면에너지의 2차원 결정립 성장에 미치는 효과를 조사하였다. 컴퓨터 모사에서는 $2000{\times}2000$의 그리드 시스템과 약 7300개의 초기 결정립 개수가 사용되었다. 결정립계 에너지의 이방성의 비, ${\sigma}_{max}/{\sigma}_{min}$는 1부터 3까지 변경되었다. 이방성이 증가함에 따라 결정립 성장 지수, n은 2.05에서 2.37로 증가하였다. 결정립 크기의 분포는 등방성인 경우에는 중앙에 평탄한 영역을 보였으나 이방성의 경우에는 중앙의 평탄한 영역이 사라지고 매우 느리게 사라지는 작은 결정립에 기인하여 작은 결정립 크기의 분포가 약간 증가하였다. 마지막으로 모사된 결정립 미세구조가 이방성에 따라 비교, 분석되었다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2003년도 International Meeting on Information Display
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• pp.504-508
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• 2003

New banana-shaped achiral compounds, 4-chloro-1,3-phenylene bis [4-4(3-fluoro-9-alkenyloxy) phenyl-iminomethylbenzoate]s and 4-chloro-1,3-phenylene bis [4-4-(3-fluoro-10-alkanyloxy) phenyliminomethyl benzoate]s were synthesized by varying the substituent (X=H, F, or Cl); their electrooptical properties are described. The smectic phases, including a switchable chiral smectic C ($SmC^{\ast}$) phase, were characterized by differential scanning calorimetry, polarizing optical microscopy, and triangular method. The presence of vinyl end group at the terminals of linear side wings in the banana-shaped molecules induced a decrease in melting temperature. The smectic phase having the undecenyloxy group such $as-(CH_2)_9CH=CH_2$ showed ferroelectric switching, and its value of spontaneous polarization on reversal of an applied electric field was 2250 $nC/cm^2$, while the value of spontaneous polarization of the smectic phase having the decanyloxy group such as $-(CH2)_9CH_3$ was 3700 $nC/cm^2$. We could obtain the ferroelectric phase with low isotropic temperature by varying the end group at the terminals of linear side wings in the banana-shaped achiral molecules.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제14권3호
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• pp.107-114
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• 2002

Residual stress distribution in injection molded short fiber composites is determined by using the layer-removal method. Polystyrene is mixed with carbon fibers of 3% volume fraction (4.5% weight fraction) in an extruder and the tensile specimen is injection-molded. The layer-removal process, in which removing successive thin uniform layers of the material from the surface of the specimen by a milling machine, is employed and the resulting curvature is acquired by means of an image processing. The isotropic elastic analysis proposed by Treuting and Read which assumes a constant Yaung’s modulus in the thickness direction is one of the most frequently used methods to determine residual stresses. However, injection molded short fiber composites experience complex fiber orientation during molding and variation of Yaung’s modulus distribution occurs in the specimen. In this study, variation of Yaung’s modulus with respect to the thickness direction is considered for calculation of the residual stresses as proposed by White and the result is compared with that by assuming constant modulus. Residual stress distribution obtained from this study shows a typical stress profile of injection-molded products as reported in many literatures. Young’s modulus distribution is predicted by using numerical methods instead of experimental results. For the numerical analysis of injection molding process, a hybrid FEM/FDM method is used in order to predict velocity, temperature field, fiber orientation, and resulting mechanical properties of the specimen at the end of molding.

• 소성∙가공
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• 제29권4호
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• pp.203-210
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• 2020

In this study, formability and springback behavior of 1.5 GPa grade ultra-high strength steel (UHSS) sheet were predicted through the finite element simulation, and structural stability of the forming dies was verified by the coupled forming-structural analysis. Uniaxial tension and uniaxial tension-compression tests were performed to obtain experimental data for modeling the springback properties of the sheet material. The springback values predicted by simulation were compared with those from actual measurements. The results calculated from the kinematic hardening model were found to be much more accurate than those from the isotropic hardening model. Deformation of the forming die and springback of the product were calculated by the coupled forming-structural analysis. The higher the strength of the die material, the smaller the surface displacement of the die and the springback of the product. The internal stresses of the dies made of three materials, FC300, FCD550 and STD11 were compared with the yield stress of each material. The results provided a basis for determining the most suitable material for each part of the die set. As a result, simulation techniques have been established for predicting formability and springback in the UHSS sheet forming process.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1345-1352
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• 2012

본 논문의 목적은 사용후핵연료 수송용기 충격완충체의 완충재질로 고려되고 있는 발사목과 우레탄 폼 심재, 그리고 샌드위치 패널에 대한 저속충격거동 및 기계적 특성을 평가하는 것이다. 우레탄 폼은 등방성 재질로써 인장, 압축, 그리고 전단의 기본물성시험을 수행하였으며, 발사목은 서로 다른 직교방향에서 다른 물성을 갖는 이방성 재료이므로 아홉가지 방향에 대한 기계적 특성 평가를 하였다. 충격시험용 심재와 샌드위치 패널 시험편은 충격시험기를 사용하여 세가지 충격에너지 레벨(1J, 3J, 그리고 5J)에 대한 저속충격시험을 수행하였다. 시험 결과, 우레탄 폼과 성장방향을 제외한 발사목은 충격에너지 흡수율, 접촉하중, 그리고 손상영역에서 유사한 거동을 보였으며, 우레탄 폼 심재는 난연성과 비용절약이 우선시 되는 설계에서 완충재질로서 추천될 수 있고, 발사목 심재는 사용후핵연료 수송용기의 경량화를 위한 완충재질로써 우선 고려될 수 있다.