• 한국재료학회지
• /
• 제4권5호
• /
• pp.590-599
• /
• 1994

취성재료의 균열첨단에서 전위의 이동에 대한 거동을 이해하기 위하여 단결정의 알루미나에 대한 취성-연성 전이(BDT)에 대한 한 연구가 진행되었다. 여러 온도에서, 예비균열된 시편으로 4점 굽힘시험을 이용하여 임계응력확대계수와 항복강도가 측정되었다. 그 결과로, BDT온도는 변형속도와 시편 방향에 따라 달랐다.:(1120)파단면에 대하여 $4.2 \times 10^{-6}$와 $4.2 \times 10^{-7}s^{-1}$에서 BDT온도는 각각$1034^{\circ}C$, $1150^{\circ}C$이었다. 또한 4점굽힘 시험을 이용하여 연성영역에서 균열첨단으로 부터 방출된 전위의 이동거리과 방향은 에칭 피트법에 의해서 측정되었다. 이중 에칭법을 이용하여 즉정된 사파이어에서 전위의 이동속도는 모델링 연구에 응용되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.145-152
• /
• 2020

본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 흉요추 후방 고정술의 고정분절 변화에 따른 척추 안정성을 평가하였다. 이를 위해 추간판, 인대, 추간관절(Facet joint) 등을 포함한 정상 흉요추(T10-L4)의 유한요소모델을 구축하였으며, 문헌으로 보고된 재료물성치를 부여하였다. 한편, L1을 병변 부위로 가정하였으며, L1-L2, T12-L2, T12-L1-L2 총 3가지 종류의 후방 고정술을 흉요추 유한요소모델에 구현하고 전방 굽힘, 후방 굽힘, 측면 굽힘, 축 회전의 하중 조건을 부여하였다. 시리즈 유한요소해석을 통해 고정분절에 따른 척추경 나사못, 척추골, 추간판의 변형량, 등가 응력, 운동 범위, 모멘트를 계산하였으며, 그 결과를 바탕으로 척추 안정성을 평가하였다.

• 감성과학
• /
• 제14권2호
• /
• pp.191-196
• /
• 2011

노즐시험기로 측정되는 직물의 당김 힘은 직물이 갖는 포괄적인 촉감을 나타낸다. 노즐시험기는 기존 KES 시스템보다 저가이며, 측정에 있어서 절차가 간단하고 빠르다. 본 연구에서는 노즐시험기로 측정되는 직물의 촉감을 정량적으로 평가하기 위해 마찰법칙을 기초로 하여 반 실험적 촉감 방정식을 개발하였다. 모델 식에서 고려된 변수들은 직물의 마찰계수, 그리고 직물의 굽힘 길이와 전단 신도에 의해 결정되는 직물의 3차원적 변형 특성을 나타내는 드레이프 계수이다. 12 종류의 서로 다른 물성의 면과 폴리에스터 직물들을 사용하여 실험 측정한 촉감 값과 모델 방정식으로부터 예측한 촉감 값들을 비교 분석하였다. 높은 마찰계수, 높은 굽힘 길이, 그리고 낮은 전단 신도를 갖는 직물일수록 높은 촉감 마찰력, 즉 낮은 촉감 성능을 보여주었다. 실험 측정한 촉감 값과 모델 식으로부터 계산한 값들 사이 잘 일치하였으며, 이와 같은 결과는 모델 식을 사용하여 직물의 고유 물성들로써 촉감의 객관적인 예측이 가능함과 더불어 촉감 성능의 향상을 위한 직물설계에 있어서도 유용한 정보를 제공할 수 있음을 보여준다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.55-62
• /
• 2019

Polydimethylsiloxane (PDMS)를 베이스 기판으로 사용하고 이보다 강성도가 높은 flexible printed circuit board (FPCB)를 island 기판으로 사용한 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 구조의 강성도 경사형 신축패키지를 형성하고, 이의 탄성특성 및 인장 싸이클과 굽힘 싸이클에 따른 신뢰성을 분석하였다. Soft PDMS, hard PDMS, FPCB의 탄성계수가 각기 0.28 MPa, 1.74 MPa, 2.25 GPa일 때 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축패키지의 유효 탄성계수는 0.6 MPa로 분석되었다. 0~0.3 범위의 인장 싸이클을 15,000회 인가시 신축패키지의 저항변화률은 2.8~4.3% 이었으며, 굽힘반경 25 mm의 굽힘 싸이클을 15,000회 인가시 저항변화률은 0.9~1.5% 이었다.

• 대한조선학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.81-93
• /
• 1989

본(本) 논문(論文)에서는 충돌(衝突)이나 중량물(重量物) 낙하(落下)등에 의한 사고하중(事故荷重)을 받는 해양구조물(海洋構造物)의 원통부재(圓筒部材)에 대한 손상변형거동(損傷變形擧動)을 실용적(實用的)으로 추정(推定)할 수 있는 새로운 손상예측(損傷豫測) 모델을 제안(提案)한다. 본(本) 논문(論文)은 하중속도(荷重速度)가 비교적(比較的) 느리고 준정적(準靜的) 문제(問題)로서 다룰수 있는 경우만을 대상(對象)으로 하고 있다. 본연구(本硏究)에서 취급하는 원통부재(圓筒部材)는 양단단순(兩端單純) 지지(支持)되어 있고 축방향(軸方向)의 변위(變位)는 구속(拘束)되어 있으며, 하중(荷重)은 부재(部材)의 중앙위치(中央位置)에서 횡방향(橫方向)으로 작용(作用)한다고 가정(假定)한다. 지금까지의 연구성과(硏究成果) 및 본(本) 연구(硏究)에서 직접(直接) 수행(遂行)한 실험결과(實驗結果)를 바탕으로 사고하중작용시(事故荷重作用時)의 원통부재(圓筒部材)에 대한 손상변형거동(損傷變形擧動)을 상세(詳細)히 파악(把握)하고, 국부(局部) Dent 손상(損傷) 및 전체적(全體的)인 굽힘 처짐의 상관효과(相關效果)를 고려(考慮)한 하중-손상변형(荷重-損傷變形) 관계식(關係式)을 도출(導出)하였으며, 실제적(實際的)인 원통부재(圓筒部材)에 대한 실험결과(實驗結果)와 본연구(本硏究)에서 제안(提案)한 예측(豫測) 모델에 의한 추정결과(推定結果)는 잘 대응(對應)하고 있다는 것을 확인(確認)하였다. 특(特)히, 이 같은 하중상태하(荷重狀態下)에서의 실제부재(實際部材)의 손상변형거동(損傷變形擧動)에 대하여는 국부(局部) Dent 손상(損傷)과 전체적(全體的)인 굽힘처짐의 상관효과(相關效果)가 매우 크다는 것을 알았으며, 본예측(本豫測) 모델은 이들의 효과(效果)도 잘 나타내고 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.21-28
• /
• 2010

본 논문에서는 온도 사이클이 진행되는 동안 비선형 거동과 크립 거동을 보이는 FC-PBGA 패키지 솔더볼의 변형거동을 알아보기 위하여 시간에 종속하는 거동을 적용 시킬 수 있는 점소성 모델과 크립 모델에 대하여 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석 결과의 신뢰성을 평가하기 위하여 무아레 간섭계를 이용하여 온도변화에 따른 열변형 실험을 수행하였다. 전체적인 굽힘변위는 Anand 모델과 변형률 분리 모델 모두 실험결과와 잘 일치하였으나 솔더볼의 변형률은 Anand 모델의 경우 큰 차이를 보이고 변형률 분리 모델의 경우 상당히 일치하는 계산결과를 얻었다. 따라서 본 논문에서는 변형률 분리 모델을 이용하여 시간에 종속하는 FC-PBGA 패키지 솔더볼의 크립 거동을 검토하였다. 솔더를 포함한 패키지에 온도변화가 생길 때 고온에서는 시간이 지남에 따라 크립 거동에 의해 솔더의 응력이 점차 완화되는 현상을 나타내고 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권9호
• /
• pp.1041-1050
• /
• 2011

미크론 단위의 크기를 갖는 구조물의 소성변형에서 나타나는 길이 효과를 고려하여 유한요소 해석을 하기 위하여 변형률 구배 소성이론을 이용하는 탄소성 유한요소 모델링 및 해석법을 제안하였다. 기존의 연구에서 주로 고차, 고자유도 및 혼합요소, 초 요소 등을 필요로 하였던 것에 비하여 본 논문에서는 이들을 배제하는 변위법 저차 평면 요소 및 삼차원 요소를 도입하였다. 이는 비선형 증분 해석의 프레임워크에서 계산된 소성 변형률의 절점 평균값으로 보간하여 적분점에서의 변형률 구배를 구하고 테일러 전위 모델에 의한 변형률 경화 구성방정식을 적용하므로서 가능하였다. 제안된 방법론은 선형 삼각 및 사각요소, 선형 사면체, 육면체 요소에 대해 적용되었으며 마이크로 굽힘, 마이크로 비틀림, 마이크로 기공과 같은 대표적인 길이 스케일 문제를 통하여 수치적으로 검증하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 계산이 매우 쉬우면서도 실험값들과 비교해 볼 때, 변형률 구배 소성이론 즉, 길이 효과를 잘 나타내어 주었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.581-586
• /
• 2018

주철 맨홀뚜껑은 제조과정에서 환경오염을 유발하며, 작업환경은 매우 열악하다. 또한, 맨홀 뚜껑의 높이와 도로 표면의 높이가 일치하지 않은 경우에는 많은 불편을 초래하며 안전에도 문제를 야기한다. 본 연구에서는 주철 맨홀뚜껑을 대체할 수 있고, 도로 노면 공사 시 도로 노면 높이와 맨홀 뚜껑의 높이를 동일하게 맞추기 용이한 높이 조절이 가능한 강재 맨홀 뚜껑 구조를 제안하였다. 요구되는 품질 성능을 만족시키기 위한 맨홀 뚜껑의 구조에 대한 설계변수를 파악하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 요구되는 내하중 용량을 만족하는 맨홀뚜껑을 제작하기 위하여 ㄷ자 모양의 보강대에 대하여 최적 설계를 수행하였다. 높이조절부의 원통과 하부 프레임 원통은 강판을 굽힘 가공하여 원형의 형상으로 만든 후 용접에 의하여 제작하였다. 또한, 보강대도 강판을 굽힘 가공하여 제작하였다. 높이 조절용 홈은 CNC 밀링머신에 의하여 가공하였다. 4차례의 시제품을 제작하여 내하중 실험을 수행하였으며, 시험의 결과를 반영하여 새로이 제작하였다. 내하중 시험에서 용접부의 파손은 발생하지 않았으며, 주로 변형은 높이조절 홈과 가셋트 판이 접촉하는 부위에서 발생하였다. 450kN의 부하 하중에 의해 1~2.7mm의 변형이 발생하지만, 하중을 제거한 후에 거의 잔류변형이 없으며, 맨홀뚜껑의 분해 및 재조립이 가능하기 때문에 내하중 평가도 만족하는 것으로 판정받았다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제37권4호
• /
• pp.259-265
• /
• 2024

형상기억합금(SMA)-섬유 액추에이터는 소프트 로봇 공학 및 웨어러블 기술을 포함한 다양한 분야에서 큰 주목을 받아왔다. 이러한 부드러운 액추에이터는 SMA와 단순 직물 섬유를 결합하여 개발되었으며, K 루프와 P 루프라는 두 가지 루프 패턴으로 편직되었다. 두 루프 모두 루프 헤드 형상으로 인해 반대 굽힘 특성으로 구별된다. 그러나 이러한 액추에이터 시트의 편직 공정에는 전문 지식과 시간이 필요하므로 편직 루프 작동 시트의 생산 비용이 높아진다. 이 논문에서는 전압을 가할 때 큰 변형이 발생하는 SMA 직물 기반 액추에이터의 변형을 평가하는 새로운 방법을 소개하였다. SMA 재료의 매우 비선형적인 구성 방정식으로 인해 수치 분석을 위한 분석 모델을 개발하는 것은 어렵다. 따라서 본 연구에서는 SMA 재료의 대변형을 고려하면서 SMA-섬유 액추에이터의 초기 설계에 사용할 수 있는 선형 구성 방정식을 활용하는 새로운 접근 방식을 제안하였다. 전기-기계연성 효과를 모델링할 수 있는 선형구성방적식은 ABAQUS의 UMAT을 사용하여 구현하였다. 이 등가 단위 셀 모델(EUC)은 K-루프와 P-루프의 실험적 굽힘 작동 결과와 비교하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권7호
• /
• pp.841-849
• /
• 2013

본 연구에서는, 핵연료 지지격자 딤플 굴곡부에 성형결함을 줄이고자, 1차 스탬핑 금형이 추가된 2-step 스탬핑모델을 제시한다. 우선 순수굽힘 변형률과의 비교로, 딤플 굴곡부 변형률의 특성을 조사한다. 이어 2 차원 1-step 기준 스탬핑 유한요소모델을 정하고 이에 상응하는 최대변형률을 구한다. 1 차 스탬핑 금형의 설계변수들을 각각 변화시켜 변형률에 대한 목적함수를 구하고, 반응표면법을 이용해 1차 스탬핑 금형의 최적 변수값을 선정한다. 다음으로 이를 3차원 모델에 적용해 2-step 스탬핑 모델의 향상된 성형성을 확인한다.