• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.29 no.3
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• pp.229-235
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• 2016

In this paper, a methodology, which is able to predict the thermal stresses accurately yet efficiently, is presented for beam structures via Saint-Venant's principle. In general, higher-order beam theories have been known to be effective for the prediction of thermal stresses. In contrast to this, we propose the method to predict the thermal stresses of beam structures by post-processing the classical beam theory via Saint-Venant's principle. The approach includes an out-of-plane warping displacement to account for the through-the-thickness thermal deformation. With this, one can accurately recover the thermal stresses as compared to the elasticity solutions. In fact, they are identical for the beams made of isotropic materials. The effect of out-of-plane warping is also investigated, it turns out that the effect is negligible in mechanical stress analysis but not in thermal stress analysis.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.9 no.1
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• pp.16-26
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• 1997

사출 성형된 제품에서 발생하는 잔류응력은 최종 제춤의 기하학적 정밀도와 기계적 성질 및 열적 성질에 영향을 미친다. 사출성형된 제품의 잔류응력을 예측하기 위해서는 먼 저 열 및 유동장의 해석을 수행하여야 하고이를 위해서는 사출 성형의 세단계. 즉 충전, 보 압, 냉각을 모두고려해야한다. 검사체적 방법에 기초한 혼합 유한요소/유한차분방법을 사용 하는 수치 해석적 기법에 의하여 충전과정가 후충전 과정의 유동장 해서을 수행하였다. 일 반화된 헬레쇼 유동을 가정하였고 보압과 냉각과정시의 고본자의 압축성을 고려하였다. 점 도의 전단 변형률의 크기와 온도에 대한 의존성은 개선된 크로스 모델을 사용하여 나타내었 다. Tait에 의해 제안된 상태방정식은 고분자의 온도, 압력, 부피의 상호관계를 묘사하는 좋 은 방법을 제공하였다. 유동해석을 통하여 전 공정에 걸쳐서 온도와 압\ulcorner장의 변화에 대한 데이터를 얻었고 제품의 고체 응력해석의 입력 데이터로 사용하였다. 유한요소응력해석에는 평면 응력요소를 사용하였다. 다양한 형태의 금형에 대해서 공정 변수들을 달리하여 유동장 의 해석과 잔류응력의 계산을 수행하였다. 이로부터 공정조건과 유동장의 관계를 밝히고 최 종 제춤의 잔류 응력에의 영향을 고찰하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.76-76
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• 2003

제 3세대로 불리우는 차세대 발전시스템인 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)는 연료전지 가운데 발전효율이 가장 높고, NOx와 SOx의 발생이 없는 무공해 청정에너지 발전 시스템으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이중 원통형 구조는 전력밀도가 평판형 구조에 비해 다소 떨어지나 반응기체의 밀봉이 쉽고, 기계적 강도가 높으며, 열응력에 대한 저항성이 높아 스텍제작이 비교적 용이하며 장기 운전이 가능하다는 장점이 있으며, 평판형 구조의 경우는 전류의 흐름이 구성요소의 면에 수직방향으로 흐르므로 전력밀도가 높은 장점이 있으나 가스의 밀봉이 어렵고, 기계적 강도나 열응력에 대한 저항성이 높은 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 원통형 구조와 평판형 구조의 상호 장점을 보완하여 기존의 원통형의 구조를 최적화하여 개선한 연료극 지지체식 Flat-Tube형 고체산화물 연료전지의 제조와 특성에 대한 연구를 발표하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.5
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• pp.326-333
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• 1994

신소재의 보편적인 정의는 "재료의 원료를 새로 개발하거나, 종래의 원료에 개선된 제조기술 또는 응용기술을 적용시켜 종래에 없던 우수한 특성, 기능을 갖게 하는 소재"라고 한다. 즉, 고 부가 가치의 금속, 세라믹스, 폴리머, 복합재료를 총칭하여 신소재 또는 첨단소재(advanced materials) 라고 하며, 산업기기의 중요한 기능소재로서 기계공업의 발전에 필수적이다. 1970년대부터 1980 년대 초반에 걸쳐 본격적으로 시작된 세라믹스에 관한 연구는 제조 및 사용분야 전반에 걸쳐 기술혁신을 가져왔다. 그후 천연 광석분말만이 아니라 새로운 화학적 방법으로 제조된 분말을 사용하여 창출된 재료라는 뜻으로 "뉴(new)세라믹스"라고 불려지거나, 개선된 제조기술을 통하여 재료의 섬세한 미세조직을 얻음으로 우수한 특성을 갖는 재료라는 뜻으로 "파인(fine)세라믹스" 등의 이름이 붙여지게 되었다. 이제 센서용 소재는 물론이고, 가위, 손목시계 케이스, 바이오 세라믹스 등에 이르기까지 10년 전보다 훨씬 다양하게 세라믹스를 사용한 물체를 발견할 수 있다. 이들 세라믹스 중 기계적, 또는 열 응력을 받는 구조물에 적용되는 것을 구조 세라믹 스(structural ceramics)라고 한다. 이 글에서는 차세대 자동차 및 항공기에까지 적용이 시도되고 있는 이들 구조세라믹스를 대상으로 하여 일반적으로 제조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.

• Composites Research
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• v.36 no.2
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• pp.117-125
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• 2023

This paper proposes a new finite element formulation based on enhanced first-order shear deformation theory including the transverse normal strain effect via the mixed formulation (EFSDTM-TN) for the effective thermo-mechanical analysis of laminated composite structures. The main objective of the EFSDTM-TN is to provide an accurate and efficient solution in describing the thermo-mechanical behavior of laminated composite structures by systematically establishing the relationship between two independent fields (displacement and transverse stress fields) via the mixed formulation. Another key feature is to consider the thermal strain effect without additional unknown variables by introducing a refined transverse displacement field. In the finite element formulation, an eight-node isoparametric plate element is newly developed to implement the advantage of the EFSDTM-TN. Numerical solutions for the thermo-mechanical behavior of laminated composite structures are compared with those available in the open literature to demonstrate the numerical performance of the proposed finite element model.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.11
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• pp.859-866
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• 1994

석유화학플랜트에서 운용되는 반응로, 저장탱크, 열교환기 등의 압력용기 그리고 배관 등의 시 설물은 장기간 사용함에 따라 고온, 고압, 부식성 분위기, 열응력, 피로 등 여러 가지 요인으로 경년열화되어 노후화 된다. 일반적으로 이들 설비들에서 작용하는 유체나 가스의 누출은 화재나 폭발과 같은 재해 뿐만아니라 주위 환경을 오염시켜 공해를 유발하게 되며, 이들 시설물에 대한 신뢰성 및 안전성 확보는 국가기간 산업에서 매우 중요하며 이와 관련된 장치의 설계, 시공 뿐만 아니라 시험검사 및 평가기술 측면에서도 중요시되고 있다. 플랜트 시설물에 대한 가동중 주기적인 안전진단은 현상의 파악 뿐만 아니라 인명과 재산의 손실을 미연에 예방하고 경제적 이고 효율적인 운영계획 수립에 필수적인 것이다. 이 글에서는 국내 석유화학플랜트의 검사현 황을 알아보고 앞으로 플랜트의 효율적 운영 및 안전 운전을 위한 가동중검사 기술 및 개선대 책에 대하여 기술하고자 한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.29 no.3
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• pp.43-48
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• 2022

In this study, simulation method was developed to improve the accuracy of the warpage simulation based on the equivalent anisotropic viscoelastic model. First, a package with copper traces and bumps was modeled to implement anisotropic viscoelastic behavior. Then, equivalent anisotropic viscoelastic properties and thermal expansion coefficient for the bump region were derived through the representative volume element model. A thermal cycle of 0 to 125 degrees was applied to the package based on the derived mechanical properties, and the warpage according to the thermal cycle was simulated. To verify the simulation results, the actual package was manufactured, and the warpage with respect to the thermal cycle was measured through shadow moiré interferometer. As a result, by applying the equivalent anisotropic viscoelastic model, it was possible to calculate the warpage of the package within 5 ㎛ error and predict the shape of the warpage.

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.6
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• pp.761-767
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• 2012

The polycarbonate (PC)-based optical diffusers for direct-lit LED backlight unit were prepared by using extrusion compounding followed by compression molding process. The application of inorganic porous silica particles as a diffusing agent in addition to conventional poly(methyl methacrylate) (PMMA) beads was attempted, and the optical, thermal, and mechanical properties of the prepared diffusers were investigated. The morphological observations revealed that the diffusing agents could be uniformly dispersed in the PC matrix without agglomeration by high shear stress generated during extrusion process. The incorporation of the porous silica particles mixed with PMMA beads remarkably enhanced the luminance uniformity with respect to both location and view angle for the diffuser, while minimizing the reduction in the absolute luminance, as compared with the diffuser containing only PMMA beads. In addition, thermal and mechanical properties of the diffusers were shown to be improved upon addition of the porous silica particles.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.253-253
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• 2007

압전 액츄에이터 및 초음파진동자의 응용범위가 넒어짐에 따라 변위량, 응력 등을 개선시키기 위해 전기기계결합계수 kp 및 압전 d상수가 종전보다 큰 재료가 요구되고 있으며, 초음파진동자나 압전 모터와 같이 마찰에 의한 열손실이 많이 발생하는 액츄에이터에 적용할 큰 기계적품질계수롤 가지는 저손실 압전 액츄에이터 및 초음파진동자용 재료가 필요한 실정이다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만, $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전특성의 저하가 문제시 되고 있다. $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$는 약 $-120^{\circ}C$정도의 큐리온도룰 가지는 강유전체로 Pb(Zr, Ti)$O_3$계 세라믹스에 치환 시 유전상수와 전기기계결합계수를 개선시키는 대표적인 성분이다. 따라서 본 연구에서는 저온소결 저손실의 적층형 압전 액츄에이터를 개발하기 위해 PMS-PMN-PZT계 세라믹스에 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ 세라믹스를 치환하고 $Li_2CO_3$와 $Na_2CO_3$ ZnO를 소결조재로 사용하여 저온소결 하였으며 PNN 치환량에 따른 결과를 관찰 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.11 no.1
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• pp.160-169
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• 1987

Numerical simulation of the flow of upper convected Maxwell fluid through planar 4:1 contraction has been performed using type dependent difference apprximation of vorticity equation. For creeping flow assumption, the numerical convergence has been achieved up to much higher values of elasticity parameter than those obtained by conventional finite difference method. For non-vanishing Reynolds number flow, it is shown that the corner vortices disappear, which is in good qualitative agreement with extant experimental results. In doing so, spatial distributions of stream function, vorticity and stresses are considered in relation to change of type of vorticity.