• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.62-70
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• 2023

본 논문에서는 두 가지 복합재료의 플라이를 부분적 또는 전체적으로 적층하여 접합시킨 플라이 오버랩 조인트 구조의 기하학적 특징을 이용하여 응력-수명(S-N) 선도 및 피로 수명을 예측하는 기법을 제안한다. 구조의 피로 특성에 영향을 주는 기하학적 특징을 변수로 선정하였다. 기하학적 변수와 복합재 피로 모델인 Epaarachchi-Clausen 모델을 구성하는 재료상수의 관계를 분석하여 두 요소의 관계식을 제안하였다. 제안한 방법의 예측 정확도 검증을 위해서 CFRP/GFRP 플라이 오버랩 조인트의 피로 수명을 예측하였다. 예측된 수명과 시험 데이터 기반 모델로 얻은 수명을 실제 수명에 비교하였다. 또한, 예측된 S-N 선도의 결정 계수를 계산함으로써 높은 예측 정확도를 확인하였다.

• Advances in nano research
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• 제17권1호
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• pp.33-49
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• 2024

Using the mechanical treatments for mechanical properties improvement was rarely in the development scope before. This research approves through analytical ways that surface impacts can improve the quality of the surface significantly. This fact is approved for deposited titanium on silicone substrate. The new algorithm called minimum resultant error method (MREM) which is a direct combination of nanoindentation, FEM and dimensional analysis through a reverse method is utilized to extract the mechanical characteristics of the coating surface before and after impact. This method is extended to the time dependent behavior of the material to obtain strain rate coefficient. To implement this new approach, a new analysis technic is developed to define the residual stress field caused by surface impact as initial condition for nanoindentation. Analyzing the model in micro and macro scale at the same time was one of the main resolved challenges in this study. The result was obtaining of the constants of Johnson-Cook constitutive equation. Comparing the characteristics of the coating surface before and after impact shows high improvement in yield stress (34%), Elastic modulus (7.75%) and strain hardening coefficient (2.8%). The main achievement is that the strength improvement in titanium thin layer is much higher than bulk titanium. The yield strength shows 41.7% improvement for coated titanium comparing with 24% for bulk material. The rate of enhancement is about 6 times when it comes to the Young's modulus.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.23-30
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• 2020

이 논문에서는 도체 위 물질의 유전율 투자율에 따른 인공자계도체 특성을 이론적으로 고찰하고 이 인공자계도체 위에 다이폴 안테나화의 상관관계를 규명했다. 먼저 도체 위 물질이 인공자계도체로 동작하는 주파수 및 대역폭을 수식으로 유도하고, 이를 통해 유전율(ε_r), 투자율(μ_r), 그리고 물질 두께(L)가 인공자계도체의 특성에 어떤 영향이 있는지 분석했다. 물질 두께가 λ/4가 되는 주파수에서 반사계수 위상이 0°이 되므로 높은 유전율과 투자율을 가지는 물질로 인공자계도체 설계 시 두께를 줄일 수 있고, 'μ_r/ε_r' 값이 커질수록 인공자계도체 동작 대역폭은 증가(최대 200%)하며, 동작 주파수는 낮아지는 것을 밝혀냈다. 또한 물질의 손실이 존재하면 인공자계도체의 대역폭이 증가하는 것을 확인했다. 인공자계도체 위에 다이폴 안테나를 설계하고 유전율과 투자율을 변경하면서 인공자계도체 표면 반사 위상과 다이폴 안테나의 동작 주파수를 관계를 시뮬레이션을 통해 규명하였다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.30-39
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• 2000

고급복합재료(advanced composite material)는 여러 가지 훌륭한 장점에도 불구하고 건설기술자에게는 그 이론이 너무 복잡하여 건설구조에 대한 응용이 지연되고 있다. [$\alpha$/$\beta$/$\beta$/$\gamma$/$\alpha$/$\alpha$/$\beta$]r, $\alpha$=-$\beta$, $\gamma$=$0^{\circ}$또는 $90^{\circ}$와 같은 몇 가지 배향각을 갖은 적층판은, r이 증가함에 따라, $B_{i,j}$ 강성이 0으로 접근한다(1995). 또한 건설구조물은 그 치수가 크고 r이 증가해도 지간 대 두께비가 충분히 커서, 횡방향 변형율($varepsilon_{xz}$, $varepsilon_{yz}$)의 영향이 무시될 수 있다. 이 경우 판의 지배방정식은 간단한 특별직교 이방성 판의 지배방정식으로 변화된다. 김덕현은 토목구조물에 흔히 적용될 수 있는 이러한 배향각을 가진 적층판의 지배방정식을 취급이 간단한 특별직교 이방성 판의 경우로 변경시킨 다음 해석을 더 간단히 진행할 수 있도록 기술자들이 유사 등방성 상수(quasi-isotropic constant)를 사용하여 낯익은 등방성판의 방정식으로 답을 구하고 그가 개발한 "수정계수(correction factor)"를 사용하여 "정확한"해를 구하는 방법을 발표한 바 있다(1991).이 논문에는 [$\alpha$/$\beta$/$\beta$/$\gamma$/$\alpha$/$\alpha$/$\beta$]r 배향각을 갖는 적층판을, 일반기술자들이 이해하기 쉬운 본 논문의 방법으로 해석하는 방법을 제시하고 기술자들의 참고자료로 사용될 수 있는 여러 가지 경우에 대한 고유진동수의 계산결과가 제공되고 있다. 고유진동수의 계산결과가 제공되고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권1호
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• pp.84-92
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• 2020

본 연구는 마비성 독소 표준물질의 안정적인 공급을 위해 친환경적이고 경제성이 우수한 발광다이오드 광원의 파장을 이용하여, PST의 원인종 Alexandrium catenella와 A. pacificum의 독 함량을 증대시킬 수 있는 가능성을 살펴보았다. 파장별 광량과 생장속도의 관계를 보면, 반포화상수(Ks)는 두 종 모두 적색파장에서 가장 높게 나타났고, 청색파장에서 가장 낮았다. 빛 파장에 따른 독함량의 경우, 적색 파장이 A. catenalla은 최고 약 8배 그리고 A. pacificum은 약 3.4배 다른 파장보다 높았다. 그리고 광량에 대한 친화성을 나타내는 Ks와 독농도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 따라서 세포당 독농도 증가를 위한 배양법은 초기에 세포수량의 확보 및 빠른 생장속도를 유도하기 위해서 청색파장을, 대수생장기 후기에는 적색파장을 주사하여, 세포내 독함유량을 증가시킬 수 있는 2단계 배양법을 제시할 수 있을 것으로 생각된다.

• 수산해양기술연구
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• 제28권1호
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• pp.71-78
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• 1992

Zr-4 used for a cladding and an end plug of reactor component has creep deformation under operation at high temperature. Creep is regarded as the time dependent deformation of a material under constant applied stress. Although the major source of the deformation of zirconium component in water-cooled reactors is irradiation creep, the thermal creep may give a rise to significant deformation in reactor component especially at relatively high temperatures and at various constant stresses, and therefore it must be predicted accurately. Stress relaxation is the time dependent change of stress at constant strain and it is a process related intimately to creep. In this paper, the creep behavior and stress relaxation of Zr-4 is examined at the temperature of 50$0^{\circ}C$ that is 40% of the absolute melting temperature of Zr-4 under the stress below yield stress and under the various constant strains. The results obtained are summarized as follows: 1) With an increase of stress, the steady state creep rate increases and the creep rupture time decreases. 2) The steady state creep rate $\varepsilon$(%/s) for the stress $\sigma$sub(c) (kgf/mm super(2)) of Zr-4 increases outstandingly. All the empirical equations computed for Zr-4 increases outstandingly. All the empirical equations computed for Zr-4 are in accord with Norton's model equation($\varepsilon$=K$\sigma$ sub(c) super (n)). The constants of materials computed are as follows: K=3.9881$\times$10 super(-5), n=1.9608 3) The rupture time T sub(r) (hr) decreases linearly with the increase of stress on the log-log scaled graph. The empirical equations computed for Zr-4 are in accord with Bailey's model equation (T sub(r)=K sub(1)$\sigma$sub(c) super(m)). The constants of materials computed are as follows: K sub(1)=1.2875$\times$10 super(16), m=-3.467 4) It seems clear that the strain could be quantitatively dependent on the high temperature creep properties such as creep stress, rupture time, steady state creep rate and total creep rate. It is found that these relationships are linear on the log-log graph. 5) In stress relaxation test, as the critical constant strain that can be allowed to the specimen is larger, stress relaxation becomes more rapid, and as the constant strain is smaller, the stress relaxation becomes slower.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권2호
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• pp.167-171
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• 2016

Background: TlBr is of considerable technological importance for radiation detection applications where detecting high-energy photons such as X-rays and ${\gamma}$-rays are of prime importance. However, there were few reports on investigating optical properties of TlBr itself for deeper understandings of this material and for making better radiation detection devices. Thus, in this paper, we report on the optical characterizations of TlBr single crystals. Spectroscopic ellipsometry (SE) and photoluminescence (PL) measurements at RT were performed for this work. Materials and Methods: A 2-inch TlBr single crystalline ingot was grown by using the vertical Bridgman furnace. SE measurements were performed at RT within the photon energy range from 1.1 to 6.5 eV. PL measurements were performed at RT by using a home-made PL system equipped with a 266 nm-laser and a spectrometer. Results and Discussion: Dielectric responses from SE analysis were shown to be slightly different among the different samples possibly due to the different structural/optical properties. Also from the PL measurements, it was observed that the peak intensities of the middle samples were significantly higher than those of the other two samples. With the given values for permittivity of free space (${\varepsilon}_0=8.854{\times}10^{-12}F{\cdot}m^{-1}$), thickness (d = 1 mm), and area ($A=10{\times}10mm^2$) of the TlBr sample, capacitances of TlBr were 6.9 pF (at $h{\nu}=3eV$) and 4.4 pF (at $h{\nu}=6eV$), respectively. Conclusion: SE and PL measurement and analysis were performed to characterize TlBr samples from the optical perspective. It was observed that dielectric responses of different TlBr samples were slightly different due to the different material properties. PL measurements showed that the middle sample exhibited much stronger PL emission peaks due to the better material quality. From the SE analysis, optical, dielectric constants were extracted, and calculated capacitances were in the few pF range.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권1호
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• pp.25-29
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• 2010

페로브스카이트 구조를 갖고 $Tm_2O_3$가 첨가된 MLCC용 $BaTiO_3$ 유전체를 제조하기 위하여 환원분위기, $1320^{\circ}C$의 온도조건에서 2시간 동안 소결하였다. 유전특성 측정과 미세구조 관찰을 통하여, $Tm_2O_3$ 첨가에 따라 $BaTiO_3$ 세라믹의 유전특성에 미치는 영향에 대해 연구하였으며 각 유전체의 상분석을 통하여 이차상 유무를 확인하였다. 1 mol%의 $Tm_2O_3$를 첨가한 유전체 시편이 유전특성이 가장 우수한 반면에 2 mol% 이상의 $Tm_2O_3$를 첨가한 시편의 유전상수는 1 mol%를 첨가한 시편에 비해 낮은 값을 보였다. 유전특성에 영향을 미치는 grain 크기 및 pyrochlore 이차상 형성은 미세구조분석과 결정구조분석에 의해 조사되었다. 또한, 이들 데이터를 대표적 희토류인 $Er_2O_3$를 첨가한 유전체 시편과 비교하였고 유전특성과 관련이 있는 pyrochlore상의 형성을 상분석으로써 확인하였으며 이 결과는 세라믹 커패시터의 유전특성이 도핑에 따른 이차상과 $BaTiO_3$ tetragonality의 변화와 관련되어있다고 판단된다.

• Journal of Theoretical and Applied Mechanics
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• 제1권1호
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• pp.69-88
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• 1995

The paper attempts to estimate the incubation time of a cavity in the interface between a power law creep particle and an elastic matrix subjected to a uniaxial stress. Since the power law creep particle is time dependent, the stresses in the interface relax. Through previous stress analysis related to the present physical model, the relaxation time is defined by ${\alpha}$2 which satisfies the equation $\Gamma$0 ｜1+${\alpha}$2k｜m=1-${\alpha}$2 [19]. $\Gamma$0=2(1/√3)1+m($\sigma$$\infty$/2${\mu}$)m($\sigma$0/$\sigma$$\infty$tm) where $\sigma$$\infty$ is an applied stress, ${\mu}$ is a shear modulus of a matrix, $\sigma$$\infty$ is a material constant of a power law particle, $\sigma$=$\sigma$0 $\varepsilon$ and t elapsed time. the volume free energy associated with Helmholtz free energy includes strain energies associated with Helmholtz free energy includes strain energies caused by applied stress anddislocations piled up in interface (DPI). The energy due to DPI is found by modifying the results of Dundurs and Mura[20]. The volume free energies caused by both applied stress and DPI are a function of the cavity size(${\gamma}$) and elapsed time(t) and arise from stress relaxation in the interface. Critical radius ${\gamma}$ and incubation time t to maximize Helmholtz free energy is found in present analysis. Also, kinetics of cavity fourmation are investigated using the results obtained by Riede[16]. The incubation time is defied in the analysis as the time required to satisfy both the thermodynamic and kinetic conditions. Through the analysis it is found that [1] strain energy caused by the applied stress does not contribute significantly to the thermodynamic and kinetic conditions of a cavity formation, 2) in order to satisfy both thermodynamic and kinetic conditions, critical radius ${\gamma}$ decreases or holds constant with increase of time until the kinetic condition(eq.40) is satisfied. Therefore the cavity may not grow right after it is formed, as postulated by Harris[11], and Ishida and Mclean[12], 3) the effects of strain rate exponent (m), material constant $\sigma$0, volume fraction of the particle to matrix(f) and particle size on the incubation time are estimated using material constants of the copper as matrix.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.35-44
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• 2021

본 연구는 제지 플라이애시 지반안정재를 활용하여 개량토 토사 비탈면의 현장 적용을 통한 안정화 방법을 연구하였다. 개량토에 요구되는 목표강도는 500kPa이며 토사 비탈면을 개량후 식생이 발아하기 위한 압축강도는 1,000kPa 이하이다. 이 조건을 만족하기 위해 현장에서 반입된 시료를 가지고 표층개량의 주원료인 지반안정재와 혼합하여 배합설계를 거처 강도시험 및 투수시험 그리고 식생 발아시험 등 다양한 시험을 실시 하였다. 그리고 개량토로 시공된 비탈면에 대한 기존 압축시험 결과를 분석한 후 개량토의 지반정수를 제안하였다. 또한 개량토의 비탈면 현장 적용성을 평가하기 위하여 붕괴된 비탈면에 대하여 현장 시공을 실시하여 개량토의 표층부 보강평가를 실시하였다. 그 결과 보강 전에는 안정성을 확보하지 못했지만 개량토로 보강한 이후 안전율은 강우 지속시간 48시간까지 최소 안전율을 확보하는 것으로 나타났다. 그리고 현장 개량토의 압축강도는 설계치인 점착력 200kPa 이상을 확보하고 토양경도계 시험 결과도 규정 값인 18~23mm 이내로 확인되어 개량토 비탈면의 경우 강우에 저항성이 증대되고 표층부의 식물생육이 가능한 것으로 나타났다.