본 연구의 목적은 첫째, 재발달 경계층에서의 난류에서지 및 난류전단응력에 대한 전달방정식들의 각 항의 측정자료들을 보다 정확히 제시하고 항들간의 균형을 비교 평가함으로써 비평형 유동으로부터 평형유동으로 회복되는 과정을 검토하고, 둘째, 대표적인 난류 모델들로써 표존 k-.epsilon.모델 및 레이놀즈 응력 모델을 사용한 수치계산을 수행함으로써 이와같은 모델들이 비평형 유동을 서술함에 있어 발생될 수 있는 문제점들을 고찰하는데 있다.
최근 전자 패키징 기술의 중요성이 대두되며, 칩들을 평면 외 방향으로 쌓는 이종 집적 기술이 패키징 분야에 적용되고 있다. 이 중 2.5D 집적 기술은 실리콘 관통 전극를 포함한 인터포저를 이용하여 칩들을 적층하는 기술로, 이미 널리 사용되고 있다. 따라서 다양한 열공정을 거치고 기계적 하중을 받는 패키징 공정에서 이 인터포저의 기계적 신뢰성을 확보하는 것이 필요하다. 특히 여러 박막들이 증착되는 인터포저의 구조적 특징을 고려할 때, 소재들의 열팽창계수 차이에 기인하는 열응력은 신뢰성에 큰 영향을 끼칠 수 있다. 이에 본 논문에서는 실리콘 인터포저 위 와이어 본딩을 위한 금속 패드의 열응력에 대한 기계적 신뢰성을 평가하였다. 인터포저를 리플로우 온도로 가열 후 냉각 시 발생하는 금속 패드의 박리 현상을 관측하고, 그 메커니즘을 규명하였다. 또한 높은 냉각 속도와 시편 취급 중 발생하는 결함들이 박리 양상을 촉진시킴을 확인하였다.
A traditional notion of composites has been composed as a uniform dispersoid, but now it is proposed without regard to such rule with process development. Functionally Graded Material(FGM) consists of a new material design that is to make intentionally irregular dispersion state. In this study, thermal stress analysis of plasma spraying PSZ/NiCrAlY gradient material was conducted theoretically using a finite-element program. A formations of the model are direct bonding material(NFGM) and FGM with PSZ and NiCrAlY component element. The temperature conditions were $700^{\circ}C$ to 1100.deg. C assuming a cooling-down precess up to room temperature. Fracture damage mechanism was analyzed by the parameters of residual stress.
The objectives of this research are to establish the criteria of peel occurrence considering the shape of bond terminus and to compare the strength properties of some adhesive joints. The criteria of feel occurrence at the bond terminus was suggested. Peel loads of some adhesive joint(butt joint, T -shape specimen, single lap joint) were determined from tensile tests. Principal stress distributions of these joints were determined from finite element method analysis. Then, peel occurrence was estimated with intensity of stress singularity ' $K_{prin.}$' when the terminus shape was square, with average principal stress when the terminus shape was rounded. The conclusions are summarized as follows; (1) In the non-filleted model(e.g., butt joint, T-shape specimen), principal stress shows singularity at the bond terminus, intensity of stress(principal stress) singularity ' $K_{prin.}$&apso; can use as the criteria of peel occurrence at the bond terminus. (2) In the filleted model(e.g., single lap joint), principal stress doesn't show singularity at the bond terminus. Average principal stress can use as the criteria of peel occurrence at the bond terminus.'t show singularity at the bond terminus. Average principal stress can use as the criteria of peel occurrence at the bond terminus.
The objects of this research are to establish the criteria of peel occurrence considering the shape of bond terminus and to compare the strength properties of adhesive joint of different three type such as butt joint, T-shape, and single lap Joints. The criteria of peel occurrence at the bond terminus was suggested. Peel loads of three type adhesive joint (butt Joint, T-shape specimen, single lap joint) were determined from tensile tests. Principal stress distributions of these joints were determined from finite element method analysis. Then, peel occurrence was estimated with stress singularity factor$(K_{prin})$ when the terminus shape was square, with average principal stress when the terminus shape was rounded. The conclusions are summarized as follows; (1) In the non-filleted model(e.g., butt joint, T-shape specimen), principal stress shows singularity at the bond terminus, intensity of stress(principal stress) singularity $(K_{prin})$ can use as the criteria of peel occurrence at the bond terminus. (2) In the filleted model(e.g., single lap joint), principal stress has not affected singularity at the bond terminus. Average principal stress$(K_{av})$ can use as the criteria of peel occurrence at the bond terminus.
동맥의 일부분의 팽창하는 동맥류는 높은 사망률을 야기하는 혈관계 질환이다. 동맥류의 발생 및 파열에는 동맥류 내부의 혈류의 유동에 의한 혈관벽 전단 응력 및 압력이 주용한 원인 중 하나로 의심되고 있다. 복부대동맥류 내부의 혈류 유동 특성을 밝히기 위해서 동맥류의 최대 확장부가 복부동맥의 1.5배, 2배인 유리 모델을 제작하였다. 정상류 상태에서 다양한 레이놀즈수에 대해서 속도 및 난동도를 입자영상속도계를 이용하여 측정하였다. 경계층 박리로 인한 재순환 부분이 끝나는 재부착점은 동맥류 최대 확장부 후부에서 발생하였으며, 이 위치는 레이놀즈수의 변화에 따라 바뀌었다. 축방향 속도의 난동은 최대 확장부 후부에서 크게 나타났으며, 이 위치에서 난동에 의한 부가적 응력이 크며 혈관벽 구조변화가 발생하리라 예측된다. 동맥류 내부의 압력분포는 수치해석에 의해 계산되었다. 동맥류 내부 압력은 크기가 증가함에 따라 커졌으며 압력은 동맥류 최대 확장부 후부에서 발생하는 재부착점에서 최대값을 나타내었다. 동맥류 최대확장부 후부는 압력이 최대값을 가지며, 전단력의 변화 및 난동이 큰 지역이므로 동맥류의 파열이 발생하기 쉬운 지역으로 예측된다.
라디에타소나무 단판적층재(LVL)를 제조함에 있어서, CuAz 및 ACQ 방부처리와 비처리, 수성비닐우레탄 접착제와 페놀변성 리조시놀수지 접착제의 상온경화형 접착제를 적용함에 따른 밀도경사, 접착 강도성능 및 내부후성(방부효력)을 살펴보았다. 결과, LVL의 밀도경사에서 접착층 주변이 원추형으로 밀도가 커지는 경사패턴을 보였다. 접착성은 수성비닐우레탄 접착의 경우, 자비반복시험 후 전층이 박리되거나, 일부 층이 박리하고 할렬 틈새 현상이 일어났다. 페놀변성 리조시놀수지 접착제 접착의 경우, 자비반복시험 후 접착층의 응력이 큰데 연유한 굽음과 상하 접착층 사이의 단판의 수직할렬 현상이 있었으나, 접착층의 박리나 할렬이 거의 발견되지 않아 침지박리접착력은 높은 것으로 판단되었다. 한편, 방부효력시험에 있어서, 수성비닐우레탄 접착제로 적층한 LVL의 경우 갈색부후균에 의한 부후도가 백색부후균보다 크게 나타났다. 페놀변성 리조시놀수지 접착제로 LVL을 제조한 경우에는 갈색부후균에 의한 질량감소가 적었고, 약제를 처리하지 않더라도 그 피해가 낮았으며, 약제처리한 것은 질량감소율 0 수준을 보일 정도로 방부효력이 큰 것을 알 수 있었다.
고속 비상체에 의한 충격을 받는 시멘트 복합체는 표면관입, 배면박리 및 관통 등 국부적인 파괴거동을 보이며, 섬유혼입에 의한 휨인성의 향상으로 인해 배면파괴를 억제할 수 있다. 이에 섬유보강 시멘트 복합체의 내충격 성능에 관한 연구가 진행되고 있으며, 다양한 종류의 섬유보강재가 개발되고 있다. 섬유보강재의 종류에 따라 섬유와 매트릭스의 부착성능, 비표면적, 혼입개체수 등이 다르기 때문에 섬유보강 시멘트 복합체의 역학특성 및 고속 충격에 의한 내충격 성능의 향상에 미치는 효과에 대하여 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 성상 및 물성이 다른 강섬유(Steel fiber), 폴리아미드(Polyamide), 나일론(Nylon) 및 폴리에틸렌(Polyethylene)섬유를 혼입하여 섬유 종류에 따른 휨인성의 향상과 고속 비상체 충돌에 대한 파괴저감효과에 대하여 평가하였다. 그 결과, 혼입섬유의 가교작용에 의한 응력의 재분배 및 균열발생의 억제로 인해 휨인성이 향상되었으며, 고속충격에 의한 배면파괴를 억제할 수 있었다. 또한, 동일 충격에너지에서의 배면파괴한계두께를 감소시킬 수 있어 방호시설물에 적용할 경우 부재두께의 저감이 가능할 것으로 판단된다. 한편, 강섬유보강 시멘트복합체의 경우 배면박리가 발생하였으나, 섬유와 매트릭스의 부착에 의한 일부 파편의 박리가 억제되었으며, 합성섬유보강 시멘트복합체는 섬유의 혼입개체수가 많아, 고속충격에 의한 충격파의 상쇄작용 및 에너지 분산에 의한 미세균열이 발생해 배면파괴억제효과가 큰 것으로 판단된다.
본 연구에서는 트랜섬 선미 후류 난류유동 특성을 알아보기 위하여 Re = $3.5{\times}10^3$ 및 Re = $7.0{\times}10^3$에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 적용하여 실험을 수행하였다. 트랜섬 선미의 형상은 선저와 트랜섬이 이루는 각을 기준으로 $45^{\circ}$(모델 A), $90^{\circ}$(모델 B) 및 $135^{\circ}$(모델 C)로 구분하여 적용하였다. 모델의 침수깊이는 40 mm로 자유수면과 접하도록 설치하였다. 난류유동을 평균하여 난류강도, 레이놀즈 응력, 난류운동에너지에 대한 통계적 유동정보를 제공하였다. 난류강도는 자유수면과 모델의 하부 박리유동과의 상호작용으로 강하게 작용하며, 레이놀즈 응력과 난류운동에너지는 모델 C형(Raked transom)에서 낮은 분포가 나타났다.
미소 드랍릿 시편을 이용한 탄소섬유와 에폭시 수지 사이의 계면전단강도에 대해 시험분석하였다. 또한 드랍릿 모델, 원형 단면 모델, 인발모델의 3종류의 유한요소해석을 통해 섬유/수지간의 응력분포를 계산하였다. 본 연구결과는 다음과 같다. (1) 미소드랍릿 시험의 경우는 인발시험보다 섬유/수지의 계면에서 큰 응력집중이 나타났으며 계면박리가 낮은 하중수준에서도 발생하기 용이함을 알수 있었다. (2) 미소드랍릿시험에서 높은 계면강도를 보였는데, 이는 미소드랍릿의 형상과 사이즈, 바이스팁과 접촉하는 부위의 응력집중효과를 함께 받았기 때문으로 해석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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