• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2003.04a
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• pp.59-59
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• 2003

경사기능 재료는 위치에 따른 특성 변화를 갖고 있어 변화하는 주변 환경에서 사용되는 재료의 응용성을 높일 수 있는 장점이 있다. 적합한 경사기능 재료의 제조를 위해서는 탄성률, 강도, 인성 등의 위치에 따른 변화를 예측하는 것이 필요하다. 그러나 재료 내에서의 탄성률 변화 등으로 인해 경사기능 재료에서 인성을 정량적으로 표현하는데는 어려움이 있으므로 이를 정량적으로 측정하고, R-curve를 결정하는 것은 재료의 응용성에 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 폴리우레탄 스폰지를 이용하여 밀도의 분포가 연속적으로 다른 폴리 우레탄 스폰지를 제조하고 이에 알루미나 분말 슬러리를 이용하여 slip casting을 행하였다. 그 후 폴리 우레탄 스폰지를 탈지한 후 알루미나 성형체를 소결하여 연속적인 기공률 분포가 다른 다공성 알루미나를 제조하였으며, 이에 Al을 용침하여 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료를 제조하였다. 이러한 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료에 대해 파괴인성 및 R-curve 특성을 CT(conpact tension)시편으로 측정하였으며, 이를 균일한 복합체의 파괴인성과 비교하였다. 또한 잔류 응력 특성을 파악하기 위해 실험적이 응력 데이터를 Moire interferometry를 이용하여 결정하였다. 또한 이를 유한요서 해석법(FEM)에 의한 계산치와 비교하였다. 서로 다른 조성 분포를 갖는 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료와 균일한 복합체의 파괴인성을 비교한 결과 동일한 Al조성에서도 서로 다른 파괴 인성치가 나타났다. $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료에서 파괴인성에 영향을 줄 수 있는 인자로는 술수한 $Al_2O_3$의 파괴인성에 Al금속의 소성변형에 의한 인성증진 효과, 그리고 경사기능 재료에서 상호 조성차이에 따른 잔류응력을 고려할 수 있을 것이다. 이중 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료의 파괴인성에 미치는 잔류응력의 영향을 고려하기 위해 이의 잔류응력에 대해 실험에 의한 유추된 잔류응력과 FEM계산에 의해 유추된 잔류 응력을 비교, 분석하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.1
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• pp.11-19
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• 2001

기능경사재(FGM)는 구성 물질의 체적분율(volume fraction)이 복합재 전체에 걸쳐 연속적 그리고 기능적으로 분포되어 있어, 기존의 이종물질 접합식(bi-material-type) 복합재보다 현저히 우수한 열기계적 특성을 가진다. 하지만, 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 거동은 체적분율의 분포형태와 경사층이 차지하는 상대두께비에 따라 절대적으로 좌우된다. 본 연구는 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성의 이들 두 설계인자에 대한 파라메트릭 FEM해석을 다룬 것이다. 열-탄소성 이론과 유한요소 근사화에 따라 연구용 2차원 FEM 프로그램을 개발하고, 대표적인 3층 구조의 2차원 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성을 설계변수의 다양한 조합에 따라 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.1
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• pp.65-73
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• 2006

The high temperature occurs due to the combustion gas from engine in unmanned aerial vehicles (UAV). The high temperature may cause serious damages in UAV structure. The Functionally Graded Material (FGM) is chosen as a candidate material of the engine duct structure. A functionally graded material (FGM) is a two- component mixture composed by compositional gradient materials from one material to the other. In contrast, traditional composite materials are homogeneous mixtures, and involve compositions between the desirable properties of the component materials. Since significant proportions of an FGM contain the pure form of each material, the need for compromise is eliminated. The properties of both components can be fully utilized. Thermal stress analysis of FGM layers (20, 40, 60, 80 and 100) is performed in this paper. In addition, the creep behavior of FGM applied in duct structure of an engine is analyzed for better understanding of FGM characteristics.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.5 no.4
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• pp.386-393
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• 1995

A Abstract Producing process of FGM by SHS process has been investigated and $TiB_2$/Cu based FGM was fabricated by the process. When raw material powders were stacked on, Cu substrate, composition profile can be graded. This stacked body was compressed and vacuum­s sealed into the capsule for the synthesis. This sample was ignited and compressed under high h hydro - pressure. By the observation of the crystal phases and microstructures of produced $TiB_2$/Cu FGM samples, the compositional gradient was able to be identified.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.612-612
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• 2012

최근 GIS를 이용하여 수리 수문학적인 지형인자를 생성할 수 있는 Arc Hydro 등의 다양한 GIS 기반 툴들이 개발되어 왔다. 예를 들어 Arc Hydro는 격자형 고도자료인 수치표고모델(Digital Elevation Model)을 통해 수자원에서 필요로 하는 유로연장, 유역경사 등의 지형인자를 산정할 수 있는 기능을 제공해 주고 있다. 하지만 기존의 GIS 기반 툴에서는 Manning의 평균유속 공식 등 하천수리학에서 매우 중요한 인자인 하천경사를 하천망을 따라 산정하고 표출하는 기능이 부족하였다. 또한 하천경사 산정에 사용되는 여러 GIS 툴을 통해서 제공되는 셀 경사 등 지형인자들의 기계적인 적용으로 정확한 하천경사의 산정에 문제가 있어왔다. 본 논문은 이러한 지형인자들의 적용성을 평가하고 다양한 이론적 하천경사 산정법을 GIS 상에 적용하여 상호 비교하여 최적화된 하천경사 산정방법을 제시하고자 한다. 연구 대상유역으로는 제주도를 선정하였으며, 대상 하천은 Arc Hydro를 이용하여 산정된 하천망의 형태를 수자원관리정보시스템(WAMIS), 위성사진 등과 비교한 후 시범 하천(한천)을 선택하여 여러 하천경사 산정법을 적용해 보았다. 적용된 산정법은 총 4가지로 첫 번째 방법은 수치표고모델의 주변 표고를 고려하여 산정된 기울기를 Arc Hydro를 이용하여 산정된 하천을 따라 산술평균하는 방법이며, 나머지 3가지 방법은 하천망을 따라 흐름방향의 거리와 수치표고모델의 표고를 수집한 후에 단순경사방법, 등면적경사방법, 등가경사방법에 적용하는 방법이다. 산정된 하천경사를 상대비교를 하여 대상유역에 대한 비교검토를 실시하였다. 모든 과정은 프로그램 개발을 통해 자동화 시켜 향후 다른 유역의 적용과 변화 가능한 지형정보를 신속하고 효율적인 예측을 가능할 수 있도록 하였다. 또한 주어진 하천망의 두 지점 사이의 종방향 경사를 산정하여 표출하는 기능을 추가하여 하천 경사의 표출방식을 향상시켰다. GIS를 이용하여 산정되어진 하천경사의 적용성이 충분하다면 Manning의 평균유속 공식에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 하천분석이 용이해 질 것으로 예상된다.

• Journal of the Society of Disaster Information
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• v.16 no.4
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• pp.832-841
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• 2020

Purpose: This study attempts at analyzing mechanical response of functionally graded material (FGM) plates in bending. An accurate and effective numerical approach based on isogeometric analysis (IGA) combined with higher-order shear deformation plate theory to predict the nonlinear flexural behavior is developed. Method: A higher-order shear deformation theory(HSDT) which accounts for the geometric nonlinearity in the von Karman sense is presented and used to derive the equilibrium and governing equations for FGM plate in bending. The nonlinear equations are solved by the modified Newton-Raphson iterative technique. Result: The volume fraction, plate length-to-thickness ratio and boundary condition have signifiant effects on the nonlinear flexural behavior of FGM plates. Conclusion: The proposed IGA method can be used as an accurate and effective numerical tool for analyzing the mechanical responses of FGM plates in flexure.

• Journal of Powder Materials
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• v.11 no.1
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• pp.8-15
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• 2004

The basic concept of functionally gradient materials (FGM) is to fabricate materials type having possibilities of applications in various fields by changing their intrinsic properties with continuous gradient. The present communication has reviewed the developments and applications of various FGMs designed for improved thermo-mechanical properties, in which the thermal protective and wear resistant materials are especially focused. Effects of thermo-mechanical properties and limits of FGMs designed for high temperature applications were mainly understood in terms of residual stress evolved from the design and fabrication. In addition, FGMs applied in structural parts were also introduced and discussed in terms of typical fabrication method for FGMs.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.2
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• pp.240-244
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• 1999

Monolithic SiC and SiC/C functionally gradient material (FGM) layers were deposited on graphite substrates by CVD method. Temperature a profiles and thermal stress distributions in the deposited layers under the thermal shock were calculated by a commercially available software package. The designed FGM specimens were found to show an efficient relaxation of thermal stresses at the interfaces, and the specimens were intact even under a thermal shock of $\Delta$T=1600 K.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.2267-2268
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• 2008

에너지 문제가 국제적인 이슈로 떠오르고 있는 가운데 열에너지와 전기에너지 사이의 에너지 변환 현상, 즉 열전효과를 이용한 열전발전은 최근 여러 국가에서 연구가 활발히 진행 중이다. 경사기능성 재료(FGM)란 기존의 물질들에 경사적인 특성 변화를 주어 새로운 물질로 탄생시킨 개념으로, 이 논문에서는 그동안 발표된 열전변환재료들의 열전변환특성을 이용하여 경사기능성재료를 구성하여 보았다. 또한 구성한 경사기능성재료와 단일재료를 이용하여 기본적인 열전발전회로에 적용시켜, 변환효율을 계산하여 보았다. 시뮬레이션 결과를 이용하여 경사기능성 열전변환재료와 단일 물질의 변환 효율을 비교하였으며, 경사기능성 열전변환재료가 단일 열전변환재료보다 뛰어난 성능을 갖고 있음을 유도하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.1 no.2
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• pp.105-112
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• 1991

In PLZT system, a new type of material for piezoelectric actuator was developed and its properties were investigated. This material consists of three layers : a piezoelectric ceramic layer, an interlayer which composition changes gradually, and another piezoelectric layer. This kind of materials is called functionally Gradient Materials(FGM). The composition of these layers were selected from the $(Pb,\;La)(Zr,\;TiO_3$ system through the concept of materials design. Sintered FGM at $1300^{\circ}C$, 2hr has an interlayer of about $20\mu\textrm{m}$ with no distorted damage. Dielectric and piezoelectic properties of FGM show intervalues of each side composition. The strain-voltage characteristics in FGM system was improved comparison with any single composition. Especially, the FGMs were fabricated which has high piezoelectric-low dielectric composition and low piezoelectric-high dielectric composition. The properties of both FGMs were significantly improved.