• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.225-231
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• 2018

In this paper, in order to explain the splitting of cylindrical rock specimen under uniaxial loading, cracks in cylindrical rock specimen are divided into two kinds, the longitudinal crack and the slanting crack. Mechanical behavior of the rock is described by elastic-brittle-plastic model and splitting is assumed to suddenly occur when the uniaxial compressive strength is reached. Expression of the stresses induced by the longitudinal crack in direction perpendicular to the major axis of the crack is deduced by using the Maxwell model. Results show that the induced stress is tensile and can be greater than the tensile strength even before the uniaxial compressive strength is reached. By using the Inglis's formula and simplifying the cracks as slender ellipse, the above conclusions that drawn by using the Maxwell model are confirmed. Compared to shearing fracture, energy consumption of splitting seems to be less, and splitting is most likely to occur when the uniaxial loading is great and quick. Besides, explaining the rock core disking occurred under the fast axial unloading by using the Maxwell model may be helpful for understanding that rock core disking is fundamentally a tensile failure phenomenon.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권6호
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• pp.1275-1303
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• 2016

Steel plates and carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) laminates or plates bonded to concrete substrates have been widely used for concrete strengthening. However, this technique cause plate debonding, which makes the strengthening system inefficient. The main objective of this study is to enhance the bond strength of externally bonded steel plates and CFRP laminates to the concrete surface by proposing new embedded adhesive and steel connectors. The effects of these new embedded connectors were investigated through the tests on 36 prism specimens. Parameters such as interfacial shear stress, fracture energy and the maximum strains in plates were also determined in this study and compared with the maximum value of debonding stresses using a relevant failure criterion by means of pullout test. The study indicates that the interfacial bond strength between the externally bonded plates and concrete can be increased remarkably by using these connectors. The investigation verifies that steel connectors increase the shear bond strength by 48% compared to 38% for the adhesive connectors. Thus, steel connectors are more effective than adhesive connectors in increasing shear bond strength. Results also show that the use of double connectors significantly increases interfacial shear stress and decrease debonding failure. Finally, a new proposed formula is modified to predict the maximum bond strength of steel plates and CFRP laminates adhesively glued to concrete in the presence of the embedded connectors.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.41-48
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• 2018

Fan-out wafer level packaging (FOWLP) 적용을 위한 최적의 Cu 재배선 계면접착에너지 측정방법을 도출하기 위해, 전기도금 Cu 박막과 WPR 절연층 계면의 정량적 계면접착에너지를 $90^{\circ}$ 필 테스트, 4점 굽힘 시험법, double cantilever beam (DCB) 측정법을 통해 비교 평가 하였다. 측정 결과, 세 가지 측정법 모두 배선 및 패키징 공정 후 박리가 일어나지 않는 산업체 통용 기준인 $5J/m^2$보다 높게 측정되었다. 또한, DCB, 4점 굽힘 시험법, $90^{\circ}$ 필 테스트 순으로 계면접착에너지가 증가하는 거동을 보였는데, 이는 계면파괴역학 이론에 의해 위상각 증가에 따라 이종재료 계면균열 선단의 전단응력성분 증가에 따른 소성변형에너지 및 계면 거칠기 증가 효과에 의한 것으로 설명이 가능하다. FOWLP 재배선에 대한 최적의 계면접착에너지 도출을 위해서는 시편제작 공정, 위상각 차이, 정량적 측정 정확도 및 결합력 크기 등을 고려하여 4점 굽힘 시험법 또는 DCB 측정법을 적절히 혼용 사용하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.773-780
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• 2009

강-콘크리트 계면거동의 성질을 정의하는 계면변수를 파악하고, 구성모델의 성격을 정의하는 구성변수의 물리적 특성 파악과 값의 크기를 결정하기 위해 강-콘크리트 계면에 대한 거동실험을 수행하였다. 구성변수는 포괄적인 적용을 목적으로 부착계면 뿐만 아니라 비부착계면의 거동까지 포함하기 위해 최근에 Mohr-Coulomb 파괴규준에 근거하여 제안된 구성모델을 기준하여 결정하였으며, 구속압을 받는 계면의 취성으로부터 연성까지의 파괴거동 성질을 고려하기 위해 낮은 구속압 및 중간크기의 구속압을 포함하는 네 종류의 구속압을 고려하였다. 실험 결과에 대한 분석을 통해 최대평균전단응력과 잔류응력 및 모드 II 파괴에너지 방출률과 구속압 간의 관계는 각 경우가 선형적 관계에 있음을 확인하였다. 이 논문에서 얻어진 실험 결과에 근거하여 이어지는 후속 논문에서는 해석적 방법에 의한 계면상수 값의 결정과 결정된 계면상수 값을 이용한 계면유한요소해석을 수행하여 계면상수 값의 적절성을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권3호
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• pp.507-528
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• 2016

Reduced beam section (RBS) moment resisting connections are among the most economical and practical rigid steel connections developed in the aftermath of the 1994 Northridge and the 1995 Kobe earthquakes. Although the performance of RBS connection has been widely studied, this connection has not been subject to in the skewed conditions. In this study, the seismic performance of dogbone connection was investigated at different angles. The Commercial ABAQUS software was used to simulate the samples. The numerical results are first compared with experimental results to verify the accuracy. Nonlinear static analysis with von Mises yield criterion materials and the finite elements method were used to analyze the behavior of the samples The selected Hardening Strain of materials at cyclic loading and monotonic loading were kinematics and isotropic respectively The results show that in addition to reverse twisting of columns, change in beam angle relative to the central axis of the column has little impact on hysteresis response of samples. Any increase in the angle, leads to increased non-elastic resistance. As for Weak panel zone, with increase of the angle between the beam and the column, the initial submission will take place at a later time and at a larger rotation angle in the panel zone and this represents reduced amount of perpendicular force exerted on the column flange. In balanced and strong panel zones, with increase in the angle between the beam and the central axis of the column, the reduced beam section (RBS), reaches the failure limit faster and at a lower rotation angle. In connection of skewed beam, balanced panel zone, due to its good performance in disposition of plasticity process away from connection points and high energy absorption, is the best choice for panel zone. The ratio of maximum moment developed on the column was found to be within 0.84 to 1 plastic anchor point, which shows prevention of brittle fracture in connections.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-46
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• 2021

Cu 배선(interconnect) 적용을 위한 다층박막의 적층 구조에 따른 최적 계면접착에너지(interfacial adhesion energy, Gc) 평가방법을 도출하기 위해, Ta, Cu 및 tetraethyl orthosilicate(TEOS-SiO2) 박막 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam(DCB) 및 4-점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험법을 통해 비교 평가하였다. 평가결과, Ta확산방지층이 적용된 시편(Cu/Ta, Cu/Ta/TEOS-SiO2)에서는 두 가지 평가방법 모두 반도체 전/후 공정에서 박리가 발생하지 않는 산업체 통용 기준인 5 J/㎡ 보다 높게 측정되었다. Ta/Cu 시편의 경우 DCB 시험에서만 5 J/㎡ 보다 낮게 측정되었다. 또한, DCB시험 보다 4-PB시험으로 측정된 Gc가 더 높았다. 이는 계면파괴역학 이론에 따라 이종재료의 계면균열 선단에서 위상각의 증가로 인한 계면 거칠기 및 소성변형에 의한 에너지 손실이 증가 하는것에 기인한다. 4-PB시험결과, Ta/Cu 및 Cu/Ta계면은 5 J/㎡ 이상의 높은 계면접착에너지를 보이므로, 계면접착에너지 관점에서는 Ta는 Cu배선의 확산방지층(diffusion barrier layer) 및 피복층(capping layer)으로 적용 가능할 것으로 생각된다. 또한, 배선 집적공정 및 소자의 사용환경에서 열팽창 계수 차이에 의한 열응력 및 화학적-기계적 연마 (chemical mechanical polishing)에 의한 박리는 전단응력이 포함된 혼합모드의 영향이 크므로 4-PB 시험으로 측정된 Gc와 연관성이 더 클 것으로 판단된다.