• Composites Research
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• 제33권2호
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• pp.81-89
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• 2020

본 리뷰 논문에서는 최근에 연구된 평균장 균질화법을 이용한 다양한 물성치 예측 연구의 동향에 대해 소개한다. 유효 강성 예측에 사용되는 기존의 균질화법을 소개하고 이를 확장하여 유효 열/전기 전도성 및 유전 상수를 예측하는 방법을 소개한다. 압전 및 열전과 같이 2개의 물리현상이 중첩된 다중 물리 현상의 구성방정식은 훅 법칙과 같이 단순한 선형 형태로 변환하여 복합재의 유효 물성치를 예측하는 연구를 소개하고 마지막으로 복합 재료의 유효 물성치를 예측하기 위한 일반화된 식을 제시하고 유한 요소 해석과 비교한 검증/연구를 소개한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.291-297
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• 2006

매우 작은 브릿지 형상을 무수히 지닌 용융탄산염 연료전지용 쉴드슬롯판이 생산 과정 중 일정한 곡률을 가지게 되는데, 자중으로 인해 본래의 곡률을 알 수 없게 되어 교정 작업에 지장을 초래한다. 본 연구에서는 이러한 쉴드슬롯판의 유효 물성치를 실험을 통하여 구하고, 이를 바탕으로 수치해석을 통해 쉴드슬롯판의 원래 곡률을 추정하였다. 구한 유효 물성치를 검증하기 위하여 정방향 및 역방향으로 놓인 쉴드슬롯판의 자중 처짐 형상을 계산을 통해 구하여 실험 결과와 비교하였다. 비교 결과 추정된 유효 물성치는 매우 타당하였고 이로부터 쉴드슬롯판의 원래 곡률을 추정할 수 있었다. 본 연구에서 추정된 유효 물성치는 추후 쉴드슬롯판의 편평도 향상에 대한 연구에서 유용한 자료로 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.583-588
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• 2010

고무의 비선형성과 대변형으로 인해 코드-고무 복합재료의 정확한 거동을 파악하기는 어렵다. 코드와 고무 사이에 제 3 의 상을 가정해서 세 가지 상에 대한 모델링을 하기도 하지만 코드-고무 복합재료 계면의 두께와 물성을 결정하기 힘들다. 본 연구에서는 2 차원 일반화된 평면변형률요소와 평면변형률요소를 사용한 유한요소법을 적용하여 여러 가지 계면 두께를 갖는 코드-고무 복합재료의 유효탄성계수와 무차원 탄성계수를 구하였다. 고무물성은 네오-후크 모델을 적용하였고 여러 가지 하중상태와 몇 가지 계면 물성치에 대한 고찰을 하였다. 그 결과 계면 물성치와 계면 두께는 코드-고무 복합재료의 비선형성과 유효탄성계수에 영향을 미침을 알수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권12호
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• pp.1950-1957
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• 2004

Analysis for structures composed of materials containing regularly spaced in-homogeneities is usually executed by using averaged material properties. In order to evaluate the effective properties, a unit cell is defined and loaded somehow, and its response is investigated. The imposed loading, however, should accord to the status of unit cells immersed in the macroscopic structure to secure the accuracy of the properties. In this study, mathematical description for the periodicity of the displacement field is derived and its direct implementation into FE models of unit cell is attempted. Conventional finite element code needs no modification, and only the boundary of unit cell should be constrained in a way that the periodicity is preserved. The proposed method is applicable to skew arrayed in-homogeneity problems. Homogenized in-plane elastic properties are evaluated for a few representative cases and the accuracy is examined.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.220-223
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• 2003

The methodology of micromechanical finite element method (MFEM) is proposed to calculate the micromechanical strains on fiber and matrix under mechanical and thermal loadings. For micromechanical analysis, composite structure is idealized the square and hexagonal unit cells. Boundary conditions are determined to calculate the effective material properties of composites and the strain magnification matrix. And they are verified by comparing with the results from multi cells, and the strain distributions of the unit cells are in accordance with those of the multi cells. Finally, the effective material properties of composite structure are obtained with respect to its fiber volume fraction and compared with results from rules-of-mixture.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권3호
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• pp.13-17
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• 2002

LTCC를 이용하여 2차원, 3차원 회로를 구성하는 경우에 R, L, C의 수동소자 이외에 stripline이나 microstripline인 같은 전송선로들이 첨가되게 된다. 따라서 이러한 전송선로들에 대한 정확한 분석을 필요로 하게 된다. 전송선로의 특성에서 유전체의 유효 유전율과 유전체 손실값, 도체의 유효 전기전 도도와 같은 물성치와 도체 및 유전체 표면의 거칠기, 구조의 크기와 같은 기하학적인 특성들이 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 스트립라인 구조을 대상으로 위의 물성치와 구조에 관한 변수들을 정량화 함으로써 stripline구조를 분석하고 그 특성을 정량화하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권5호
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• pp.527-533
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• 2013

본 논문은 구조물의 동적특성인 모드형상과 고유진동수를 이용한 손상탐지와 유효 물성치 추정을 통하여 콘크리트 축소모형과 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 건전성을 평가하였다. 손상탐지의 경우 콘크리트 축소모형에 대한 동적실험을 수행하여 모드형상을 추출한 후 손상탐지기법에 적용하여 실용성을 증명하였다. 또한 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 모드형상 및 고유진동수를 실험을 통하여 구한 후 구조계추정기법을 이용하여 콘크리트의 유효 물성치를 추정하였다. 손상탐지기법을 이용하여 축소모형의 손상부재를 정확히 찾아내었으며, 구조계추정기법을 이용하여 실제 콘크리트 부유식 함체의 현재 유효 물성치를 추정하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.157-163
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• 2010

고체산화물연료전지는 세라믹 물질로 이루어지며, 세라믹 물질의 물성치는 작동조건에 따라 달라진다. 따라서, 높은 신뢰성을 가지는 시뮬레이션 모델을 개발하기 위해서는 세라믹 물질의 물성치를 정확하게 예측할 수 있어야한다. 본 논문에서는 고체산화물연료전지의 성능에 영향을 미치는 여러가지 물성치를 선택하고 그 물성치를 위한 시뮬레이션 모델이 개발되었다. 개회로전압을 위한 깁스에너지, 활성화손실을 위한 교환전류밀도, 저항손실을 위한 전기전도도가 계산되었다. 또한, 다공성 전극 내부의 물질전달 해석을 위해서 분자확산과 누센확산을 함께 고려하는 유효확산계수가 계산되었다. 이러한 계산과정 후에 물성치 모델과 전기화학반응 모델이 동시에 시뮬레이션 되었다. 해석코드의 검증을 위해서 전산해석 결과는 실험결과 및 Chan 등에 의해서 수행된 이전 연구결과와 비교되었다.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.28-34
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• 2006

고온자전합성법과 스파크 플라즈마 소결법으로 여러 가지 $TiB_2$ 함유량을 갖는 $Cu-TiB_2$ 금속복합재료를 제조하였다. 점용접 전극과 미끄럼 접촉재로 사용하기 위해 인장특성, 경도, 마모저항 등의 물성치를 조사하였다. 강화재의 형상, 크기, 부피분율 등에 의해 복합재료의 특성이 달라지므로 유효물성치를 예측하기 위한 모델링이 필수적이다. 유한요소해석결과 유효탄성 계수가 실험치와 일치하는 것을 확인하였고 Eshelby 모델, Mori-Tanaka의 평균장 이론이 결합된 Eshelby 모델, 혼합법칙 등으로 복합재료의 탄성계수를 예측한 결과 Mori-Tanaka의 평균장 이론이 결합된 Eshelby 모델이 실험치를 사장 잘 묘사하는 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권1호
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• pp.181-188
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• 2004

Structural analysis for materials containing regularly spaced in-homogeneities is usually executed by using averaged material properties. For the homogenization process, a unit cell is defined and loaded somehow, and its response is investigated to evaluate the properties. The imposed loading conditions should accord to the behavior of unit cell immersed in the macroscopic structure in order to guarantee the accuracy of the effective properties. Each unit cell shows periodic variation of strain if the material is loaded uniformly, and in this study, direct implementation of this characteristic behavior is attempted on FE models of unit cell. Conventional finite element analysis tool can be used without any modification, and the boundary of unit cell is constrained in a way that the periodicity is satisfied. The proposed method is applicable to skew arrayed in-homogeneity problems. The flexibility matrix relating tonsorial stress and strain components in skewed rectilinear coordinate system is transformed so that the required engineering constants can be evaluated. Effective properties are computed for the materials with square and skew arrayed circular holes, and its accuracy is examined.