• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.437-445
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• 2016

현재 많은 산업에서 구조물의 온도환경 유지를 위한 단열재로 폴리우레탄 폼이 사용되며, 수명 동안 정적 및 동적의 다양한 하중이 이에 부과된다. 폴리우레탄 폼은 고분자재료로써 다공성이며, 단열성능은 내부기공의 크기에 크게 의존한다. 또한, 폴리우레탄 폼의 기계적 거동은 변형률 속도 및 온도에 대한 의존성이 큰 동시에 압축에 대하여 큰 비선형 연성거동을 보인다. 이러한 비선형 연성 압축거동 중에 폴리우레탄 폼은 변형률의 증가에 따라 기공율과 탄성계수의 감소를 보인다. 따라서 본 연구에서는 상기 특성들을 포함한 폴리우레탄 폼의 변형률 속도 및 온도 의존 비선형 압축거동을 모사하기 위하여 온도 의존 손상 점소성 구성방정식이 개발되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.75-83
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• 2012

PURPOSES: Suggestion of asphalt binder constitutive model based on time-temperature superposition principle and overstress concept in order to describe behavior of asphalt binders. METHODS: A series of temperature sweep tests and multiple stress creep and recovery(MSCR) tests are performed to verify the applicability of time-temperature superposition principle(t-Ts) and to develop viscoelastoplastic constitutive equation based on overstress concept. For the tests, temperature sweep tests at various high temperature and various frequency and MSCR test at $58^{\circ}C$, $64^{\circ}C$ $70^{\circ}C$, $76^{\circ}C$, and $82^{\circ}C$ are performed. From the temperature sweep tests, dynamic shear modulus mastercurve and time-temperature shift function are built and the shift function and MSCR at $58^{\circ}C$ are utilized to determine model coefficients of VBO model. RESULTS: It is observed that the time-temperature shift function built at low strain level of 0.1% is applicable not only to 1.0% strain level temperature sweep test but also maximum 500,00% strain level of MSCR test. As well, the modified VBO model shows perfect prediction on MSCR measured strain at the other temperatures. CONCLUSIONS: The Time-temperature superposition principle stands hold from very low strain level to very high strain level and that the modified VBO model can be applicable for various range of strain and temperature region to predict elastic, viscoelastic, and viscoplastic strain of asphalt binders.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권2호
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• pp.31-43
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• 2019

본 연구에서는 유연한 접속부를 갖는 유연전자 패키지 플립칩 접속을 위해 폴리머 탄성범프를 제작하였으며, 범프의 온도 및 하중에 따른 폴리머 탄성 범프의 점탄성 및 점소성 거동을 해석 및 실험적으로 분석하고 비교 평가하였다. 폴리머 탄성 범프는 하중에 의한 변형이 용이하여 범프 높이 평탄도 오차의 보정이 용이할 뿐만 아니라 소자가 형성된 칩에 가해지는 응력 집중이 감소하는 것을 확인하였다. 폴리머 탄성 범프의 과도한 변형에 따른 Au Metal Cap Crack 현상을 보완하여 $200{\mu}m$ 직경의 Spiral Cap Type, Spoke Cap type 폴리머 탄성 범프 형성 기술을 개발하였다. 제안된 Spoke Cap, Spiral Cap 폴리머 탄성 범프는 폴리머 범프 전체를 금속 배선이 덮고 있는 Metal Cap 범프에 비해 범프 변형에 의한 응력 발생이 적음을 확인할 수 있으며 이는 폴리머 범프 위의 금속 배선이 부분적으로 패터닝되어 있어 쉽게 변형될 수 있는 구조이므로 응력이 완화되는데 기인하는 것으로 판단된다. Spoke cap type 범프는 패드 접촉부와 전기적 접속을 하는 금속 배선 면적이 Spiral Cap type 범프에 비해 넓어 접촉 저항을 유지하면서 동시에 금속 배선에 응력 집중이 가장 낮은 결과를 확인하였다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제39권3호
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• pp.185-199
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• 2009

Using a strain-controlled rheometer [Advanced Rheometric Expansion System (ARES)], the steady shear flow properties and the dynamic viscoelastic properties of $Antiphlamine-S^{(R)}$ lotion have been measured at $20^{\circ}C$ (storage temperature) and $37^{\circ}C$ (body temperature). In this article, the temperature dependence of the linear viscoelastic behavior was firstly reported from the experimental data obtained from a temperature-sweep test. The steady shear flow behavior was secondly reported and then the effect of shear rate on this behavior was discussed in detail. In addition, several inelastic-viscoplastic flow models including a yield stress parameter were employed to make a quantitative evaluation of the steady shear flow behavior, and then the applicability of these models was examined by calculating the various material parameters. The angular frequency dependence of the linear viscoelastic behavior was nextly explained and quantitatively predicted using a fractional derivative model. Finally, the strain amplitude dependence of the dynamic viscoelastic behavior was discussed in full to elucidate a nonlinear rheological behavior in large amplitude oscillatory shear flow fields. Main findings obtained from this study can be summarized as follows : (1) The linear viscoelastic behavior is almostly independent of temperature over a temperature range of $15{\sim}40^{circ}C$. (2) The steady shear viscosity is sharply decreased as an increase in shear rate, demonstrating a pronounced Non-Newtonian shear-thinning flow behavior. (3) The shear stress tends to approach a limiting constant value as a decrease in shear rate, exhibiting an existence of a yield stress. (4) The Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk and Heinz-Casson models are all applicable and have an equivalent validity to quantitatively describe the steady shear flow behavior of $Antiphlamine-S^{(R)}$ lotion whereas both the Bingham and Casson models do not give a good applicability. (5) In small amplitude oscillatory shear flow fields, the storage modulus is always greater than the loss modulus over an entire range of angular frequencies tested and both moduli show a slight dependence on angular frequency. This means that the linear viscoelastic behavior of $Antiphlamine-S^{(R)}$ lotion is dominated by an elastic nature rather than a viscous feature and that a gel-like structure is present in this system. (6) In large amplitude oscillatory shear flow fields, the storage modulus shows a nonlinear strain-thinning behavior at strain amplitude range larger than 10 % while the loss modulus exhibits a weak strain-overshoot behavior up to a strain amplitude of 50 % beyond which followed by a decrease in loss modulus with an increase in strain amplitude. (7) At sufficiently large strain amplitude range (${\gamma}_0$>100 %), the loss modulus is found to be greater than the storage modulus, indicating that a viscous property becomes superior to an elastic character in large shear deformations.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제6권4호
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• pp.19-32
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• 1990

일반적으로 지반은 복잡하고 다양한 다층구조로 되어있다. 이러한 다층토 지반을 해석 하기 위 해 본문은 지반의 구성식,층의 구조와 두께, 각층의 강성, 재하조건 등을 변화시켜 수치해석 하였다. 기존의 다층토 지반은 Burmister의 2층계이론인 탄성해로 지중응력분포를 해석하였으나,여기서는 Biot방정식을 지배방정식으로하여 개발된 지반해석프로그램에 탄 .점소성구성식을 이용하여 층의 조건에 관계없이 2층이상의 모든 다층토지반의 지중응력분포를 해석 하고자 한다. 이들의 결과를 Burmister나 Fok의 결과와 비교하였으며, 서로 근접한 결과를 얻었다. 따라서, 본 연구는 다양한 다층토 지반을 전산 프로그램을 이용하여 실제에 가까운 응력전달기구 를 밝히려는 목적으로 수행된 것이다.

• 한국안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.135-140
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• 2004

마모구조는 대략적으로 기계, 화학 및 열적 마모 등으로 구분되어 진다. 평면변형 유한요소법이 지속적인 칩 형성을 갖는 대각선 가공을 시뮬레이션 하기 위하여 새로운 재료의 응력 및 온도 필드와 같이 사용되었다. 작업소재의 변형은 등방성 변형 경화를 갖는 탄성-점소으으로 취급되며, 수치해석의 해는 소성 변형과 온도 필드의 결합을 설명하며, 온도 종속적인 재료 물성치로 취급된다. 이 논문에서 개발된 모델에서는 전단영역 주위의 변형률, 응력 및 온도 분포에 대한 구성모델의 불확실성의 영향들을 보여주며 예측된 전단영역의 응력, 변형률 및 온도의 평균값들은 기존의 실험 치와 비교해서 잘 맞는 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권7호
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• pp.1120-1128
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• 1999

An elastic-viscoplastic finite element analysis is performed to investigate detailed growth behavior of creep cracks and the numerical results are compared with experimental results. In Cr-Mo steel stress fields obtained from the crack growth method by mesh translation were compared with both cases that the secondary creep rate is only used as creep material property and the primary creep rate is included. Analytical stress fields, Riedel-Rice(RR) field, Hart-Hui-Riedel(HR) field and Prime(named in here) field, and the results obtained by numerical method were evaluated in details. Time vs. stress at crack tip was showed and crack tip stress fields were plotted. These results were compared with analytical stress fields. There is no difference of stress distribution at remote region between the case of 1st creep rate+2nd creep rate and the case of 2nd creep rate only. In case of slow velocity of crack growth, the effect of 1st creep rate is larger than the one of fast crack growth rate. Stress fields at crack tip region we, in order, Prime field, HR field and RR field from crack tip.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권7호
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• pp.62-70
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• 2005

The nanoindenter and AFM have been used for nanofabrication, such as nanolithography, nanowriting, and nanopatterning, as well as measurement of mechanical properties and surface topology. Nanoscale indents can be used as cells for molecular electronics and drug delivery, slots for integration into nanodevices, and defects for tailoring the structure and properties. Therefore, it is very important to make indents of desired morphology (shape, size and depth). Indents of different shapes can be obtained by using indenters of different geometries such as a cube comer and conical and spherical tips. The depth and size of indents can be controlled by making indentations at different indentation loads. However, in case of viscoplastic viscoelastic materials such as polymethylmethacrylate (PMMA) the time dependent deformation (TDD) should also be considered. In this study, the effect of process parameters such as loading rate and hold-time at peak load on the indent morphology (maximum penetration depth, elastic recovery, transient creep recovery, residual depth pile-up height) of PMMA were studied for hyperfine pattern fabrication.

• 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.

• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.143-152
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• 1999

본 연구에서는 Rheometrics Fluids Spectrometer(RFS II)를 사용하여 세 종류의 상용 반고형 식품(마요네즈, 토마토 케찹, 와사비)의 정상유동특성 및 소진폭 전단변형하에서의 동적 점탄성을 광범위한 전단속도와 각주파수 영역에서 측정하였다. 이들 측정결과로부터 정상유동특성의 전단속도 의존성 및 동적 점탄성의 각주파수 의존성을 보고하였다. 그리고 항복응력의 항을 갖는 몇 가지 점소성 유동모델을 사용하여 정상유동특성을 정량적으로 평가하고 이들 모델의 적용성을 비교.검증하였다. 나아가서 수정된 형태의 지수법칙 관계식을 도입하여 정상유동특성(비선형 거동)과 동적 점탄성(선형 거동)간의 상관관계에 대해 검토하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 반고형 식품류는 상당한 크기의 항복응력을 갖는 점소성 물질로서 전단속도가 증가할수록 정상류점도가 급격히 감소하는 shear-thinning 거동을 나타낸다. (2) Herschel-Bulkley 모델, Mizrahi-Berk 모델 및 Heinz-Casson 모델은 반고형 식품류의 정상유동거동을 잘 기술할 수 있다. 이들 중에서도 Heinz-Casson 모델이 가장 우수한 적용성을 갖는다 (3) 반고형 식품류는 임계 전단속도를 경계로 shear-thinning 특성이 변화한다. 즉 낮은 전단속도에 비해 높은 전단속도 영역에서 분산입자 응집체의 구조파괴가 더욱 활발하게 진행되어 보다 현저한 shear-thinning 특성을 나타낸다. (4) 저장 탄성률 및 손실탄성률은 양자 모두 각주파수가 증가할수록 점차로 증가하나 각주파수 의존성은 그다지 크지 않다. 또한 광범위한 각주파수 영역에서 탄성적 성질이 점성적 성질에 비해 보다 우세하게 나타난다. (5) 정상류점도, 동적점도 및 복소점도는 모두 power-law 모델의 거동을 잘 만족한다. 또한 정상유동특성과 동적 점탄성간의 상관관계는 수정된 형태의 지수법칙 관계식에 의해 잘 기술될 수 있다.