• 대한기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.277-284
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• 1993

본 연구에서는 적분변환에 의한 해법을 사용하여 폐형으로 주어지는 엄밀해를 얻었다. 먼저 평면에 수직한 방향의 변위를 도입하여 주어진 문제를 Mellin 변환하 고 수식화 하면 Wiener-Hopf 방정식이 주어진다.이 방정식을 푼 다음 변위에 관한 적분 표현식을 점근(asymptotic)전개하여 평가하면 균열선단 부근의 변위가 결정된다. 이로부터 폐형(closed form)으로 구성되는 균열선단부근의 응력확대계수(stress in- tensity factor)를 얻었다. 이 결과를 가지고 특정한 경우에 해당되는 기존의 연구 결과와 비교하였다. 특별히 가해진 하중이 자기평형(self equilibrium)을 이루는 경 우에 한정하여 계면에 인접한 재료의 결과와 동일함을 무한고체물에 대한 해석에서 보 인 바 있는데, 이와같은 정성적인 결과가 본문제와 같이 계면방향 표면균열을 지니는 반무한 크기의 고체물에서도 유지되는가를 검토하였다. 아울러 본 연구와 동일한 모 양의 균열이라면 고체물표면 혹은 균열면에 임의로 분포하는 비평면하중문제에 대한 응력확대계수는 본 연구의 결과를 가지고 간단한 적분을 수행함으로써 용이하게 계산 됨을 보였다.

• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.7-14
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• 2008

접착제 이용 결합 조인트의 하중지지 능력 예측 기법은 점착제를 이용한 접합 조인트 설계에 있어서 가장 중요한 기술이다. 본 연구 계면 파괴역학을 이용하여 복합재료/금속 접착 조인트의 하중지시 능력을 예측하는 기법을 소개한다. 구체적으로 복합재료/탄소강 결합의 접착 강도를 계면 균열의 에너지 방출률과 계면 파괴인성치 개념을 사용하여 평가하는 방법을 제시 검증하였다. 계면 균열의 에너지 방출률은 유한요소해선 결과를 이용한 가상 균열 닫음 기법 (VCCT)을 사용하여 계산하였으며, 게면 파괴인성치는 이종재료 ENF (end-notched flexure) 시편을 고안하여 측정하였다. 고안된 이종 재료 ENF 시편을 사용하여 시편의 두께에 상관없이 일관된 Mode II 계면 파괴인성치를 측정할 수 있음과 양면 겹치기 접합 조인트의 특성 에너지 방출률이 측정된 계면 파괴인성치와 일치함을 확인하였다. 따라서 에너지 방출률에 근거한 계면 균열 진전 기준은 접착 조인트의 하중지지 능력을 신뢰성 있게 예측하는 실제적인 설계 도구로서 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.887-897
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• 1991

본 연구에서는 이와 같은 배경에서, Fig. 1(f)와 같이 가장 일반적인 이방성 재료가 접합된 경우의 응력확대계수를 명확히 정의하고, 수치해석법으로 구할 수 있는 외삽식을 제안한다. 또한, 탄성문제의 수치해석 방법으로 적은 요소의 분할로써 고 정밀도의 수치해석 결과를 얻을 수 있는 경계요소법(boundary element method:BEM), 특히 저자들이 개발한 복합재료에 대한 2차원 경계요소법 프로그램을 이용하여 이방성 이종재료 접합계면 균열의 응력확대계수를 해석하고, 복합재료내의 섬유방향에 대한 접합계면 균열의 정성적 거동을 고찰하고자 한다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2011

복합재료/금속 접착 조인트의 파손기준을 제시하기 위하여 다양한 혼합모드 하중상태에서 계면파괴인성을 측정하였다. 계면파괴인성은 SLB 시편을 이용하여 측정하였으며 시편의 두께를 변화시킴으로 모드 혼합비율을 다양하게 설정하였다. 실험결과 계면의 파괴인성은 균열 열림에 비해 균열 미끄러짐 모드의 비율이 높은 하중상태에서 더 큰 값을 나타내었다. 균열 열림 및 미끄러짐 하중모드에 따른 계면파괴 거동의 차이를 균열진전 과정을 관찰한 현미경 영상을 기초로 고찰하였다. 표면 거칠기가 접착 강도에 미치는 영향 또한 고찰되었다.

• 한국재료학회지
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• 제4권3호
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• pp.329-333
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• 1994

1시간 주기로 -$35^{\circ}C$에서 +$125^{\circ}C$까지의 온도 변화에 지배되는 Leadless Ceranic Chip Carriers(LLCC'S)의 Solder접합부에서 균열이 계면을 따라 일어났다. 이런 균열이 계면을 취약하게 하는 어떤 불순물에 의한 것이 아닌지를 Scanning Auger Microprobe(SAM)을 이용해 조사했다. 그 결과 계면을 따라 일어나는 균열이 계면의 산화에 의해 일어날 수 있다는 것이 발견되었고, 그에 따라 산화에 취약해진 계면을 따라 일어나는 이런 종류의 피로 파괴현상에 대한 모델을 제시했다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권4호
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• pp.362-368
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• 2012

본 연구에서는 닫힘균열의 조기발견을 위해서 경사입사 초음파를 이용하여 계면 접촉 음향 비선형성에 의해 발생한 고조파를 영상화하고자 한다. 알루미늄 시편 두 개를 접촉하여 고체-고체 접촉계면을 만들어 닫힘균열을 모사하였고, 접촉계면 압력에 따른 초음파의 음향 비선형을 영상화하였다. 영상화 기법으로는 sampling phased array(SPA)와 synthetic aperture focusing technique(SAFT) 기법을 사용하였다. 접촉계면 압력이 증가하면서 기본 주파수의 성분은 감소하였고 2차 고조파 성분은 증가하다가 닫힘균열로 모사된 부분에서 가장 큰 값을 나타내고 이후에는 감소하였다. 결과적으로 접촉계면에서 음향 비선형성에 의해 발생한 고조파를 영상화 하는 것이 가능하며 이는 초기균열의 조기발견에 적용 가능할 것으로 기대 된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.665-672
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• 2012

면외 기계적 하중 및 면내 전기적 하중하의 횡등방성 이종 압전재료에 대한 계면균열문제를 해석하였다. 복소함수를 도입하여 문제를 수식화 하고, 이로부터 Hilbert 문제를 구성하였다. Hilbert 문제를 풀므로써, 일반해를 얻었다. 일반해를 사용하여, 반무한 균열 혹은 한 개 유한균열 및 두 개 유한균열에 대한 폐형 해를 각각 구하였다. 이때 하중은 한 개의 집중 기계하중 및 전기적하중이 균열면에 작용한다. 이 문제는 기하조건만 동일하면, 임의의 하중에 대해서도 해를 얻을 수 있는 Green 함수로서 사용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.243-251
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• 1989

본 연구에서는 균질재료에 대하여 Vitec, Riedel, Yokobori와 Kamei 등이 사용되었던 모델을 계면균열문제에 도입하였다. 즉, 균열선단에 기울어진 슬립면 (Slip plane)을 가정하고 소성역이 이 슬립면 상에 존재한다고 가정하여 이 모델에 모우드 III의 응력이 작용하는 경우에 대하여 해석하였다.소성여과 균열을 전위 (dislocation)의 연속된 분포로 나타내고 평형조건을 만족하는 전위밀도함수(disl- ocation density function)를 구하였다.이러한 모델의 해석을 통하여 각 재료에서의 의 마찰전단응력의 변화에 따른 소성역의 크기 및 균열선단에서의 상대변위의 변화를 살펴보았다. 또한 이러한 소성역을 가정한 경우의 J-적분과 균열선단에서의 상대 변위와의 관계에 대해서도 살펴보았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1458-1467
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• 1992

본 연구에서는 균질재에서의 결과를 토대로 이종재에서도 그 성질이 보존될 것으로 기대되기 때문에 계면균열에서의 CED의 기본적 성질을 검토한후, 각 모드 인자 의 분리법과 평가법을 CED를 통해 제시한다. 또 제시한 수법을 이용하여 우선 탄성 균열 모델에서 유한요소해석을 통해 CED 및 각 모드 인자의 평가 및 기초적 검토를 실시하여 그 유효성을 확인한다.

• Composites Research
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• 제16권5호
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• pp.45-53
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• 2003

본 논문에서는 이차 본딩으로 접착된 복합재료-복합재료 Single-Lap 조인트 시편에 대해 인장 시험 및 수치해석을 통해 그 파손 특성을 조사하였다. 시편시험에서는 시험 중에 CCD 카메라 및 AE 센서를 이용해 초기 균열의 발생 및 진전양상에 대한 시험적인 관찰을 수행하였다. 시편에 대해 기하비선형 유한요소해석 및 VCCT(Virtual Crack Closure Technique)기법을 이용해 시편의 거동 및 변형율에너지방출률을 계산하고 세 가지 관찰된 초기 균열 모드에 대해 파손강도를 계산하였다. 인장시험에서 초기 균열은 모서리 계면 균열, 측면 계면 균열 및 층간 분리 균열의 세 가지 형태로 최종 파손의 60∼90% 하중에서 발생하였다. 주된 파손 모드는 접착제 계면 파손(adhesive failure) 및 적층판의 첫 번째 및 두 번째의 층간 분리 파손이었다. 두꺼운 접착제 층을 갖는 시편들은 초기균열이 낮은 하중에서 발생하였지만 균열진전에 대한 저항성 및 파손하중은 높게 나타났다. 층간분리파손은 주로 두꺼운 접착제의 경우에 발생하였다. 세 가지 초기 균열 모드에 대해 변형률에너지방출률은 Mode I의 G값이 Mode II의 G값보다 크게 계산되었다. Mode I 및 전체 G값은 측면 계면 균열, 모서리 계면 균열, 층간분리 균열의 순서로 크게 계산되었다.