• Title/Summary/Keyword: 층간응력

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Study on Dynamic Characteristics of Delaminated Smart Composite Laminates (층간 분리가 있는 지능 복합재 적층판의 동적특성에 대한 연구)

  • Kim, Heung-Soo;Kim, Jae-Hwan;Choi, Seung-Bok
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.15 no.4 s.97
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    • pp.395-403
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    • 2005
  • The dynamic characteristics of delaminated smart composite laminates are studied using animproved layerwise laminate theory. The theory is capable of capturing interlaminar shear stresses that are critical to delamination. The presence of discrete delamination is modeled through the use of Heaviside unit step functions. Stress free boundary conditions are enforced at all free surfaces. Continuity in displacement field and transverse shear stresses are enforced at each ply level. In modeling piezoelectric composite plates, a coupled piezoelectric-mechanical formulation is used in the development of the constitutive equations. Numerical analysis is conducted to investigate the effect of nonlinearity in the transient vibration of bimodular behavior caused by the contact impact of delaminated interfaces. Composite plates with delamination, subject to external loads and voltage history from surface bonded sensors, are investigated and the results are compared with corresponding experimental results and plates without delamination.

Interlaminar Stress Analysis of the Mechanical Joint of the Composite Materials (복합적층판 기계적 체결부에 대한 층간응력해석)

  • 안용택;송관형
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.40 no.6
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    • pp.49-57
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    • 2003
  • This method surely needs a hole that causes local strength and stiffness deterioration of the structure because of stress intensity. In this work, three dimensional stress analysis of pin-loaded joint for quasi-isotropic composite laminates was performed using commercial finite element software. Stress distribution was calculated near the edge of the pin-leaded hole and effects of the stacking sequence on the delamination were investigated. Also, the delamination strength of the composite laminates was predicted using the Ye-delamination failure criterion and compared with the experimental results. finally, newly modified failure criterion has been suggested owing to the consideration of effects of interlaminar normal stress on the delamination strength.

Analysis of the Residual Stress of CIGS Layer with the Different Thickness of Solar Cell Element Layers and Fe-52wt% Substrate (연성 CIGS 태양전지의 Fe-52wt% 기판과 박막층의 두께에 따른 잔류응력해석)

  • Han, Yun-Ho;Lee, Min-Su;Eom, Ho-Gyeong;Kim, Dong-Hwan;Im, Tae-Hong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.137-138
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    • 2012
  • 박막태양전지의 경우 기판재와 태양전지를 구성하는 반도체 층간의 열팽창 거동 차이가 태양전지의 변형을 야기한다. 이러한 열변형은 태양전지의 효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러므로 태양전지를 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 기판재의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 연성 CIGS 태양전지를 구성하는 기판과 박막층의 두께변화가 열공정 중 발생하는 잔류응력에 미치는 영향을 전산해석 하고자 하였다. 전산해석 결과 Fe-52wt%Ni 기판재의 두께가 증가함에 따라 CIGS 박막층 내부의 잔류응력은 감소하였다. SiO2 절연층의 두께가 증가하면 CIGS 박막층의 잔류응력이 증가하였다. Mo 후면전극층이 얇아지면 잔류응력이 감소하였으나 CIGS층의 두께변화는 CIGS층의 잔류응력에 큰 영향을 미치지 않았다.

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Analyses of Stress Singularities on Bonded Interfaces in the IC Package by Using Boundary Element method (경계요소법을 이용한 반도체 패키지의 응력특이성 해석)

  • Park, Cheol-Hee;Chung, Nam-Yong
    • Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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    • v.16 no.6
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    • pp.94-102
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    • 2007
  • Applications of bonded dissimilar materials such as large scale integration (LSI) packages, ceramics/metal and resin/metal bonded joints, are very increasing in various industry fields. It is very important to analyze the thermal stress and stress singularity at interface edge in LSI. In order to investigate stress singularities on the bonded interface edges and delamination of die pad and resin in the IC package. In this paper, stress singularity factors(${\Gamma}_i$) and stress intensity factors($K_i$) considering thermal stress in the IC package were analyzed by using the 2-dimensional elastic boundary element method(BEM).

Damping and Isolation Performance of Steel Structure (철골 구조물의 제진 및 면진성능)

  • Yun, Hyun-Do;Park, Wan-Shin;Han, Byung-Chan;Hwang, Sun-Kyoung;Lee, Giu
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.8 no.2
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    • pp.221-230
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    • 2004
  • In this paper, the dynamic response of a multi-story steel moment resisting frame equipped with viscoelastic dampers or lead rubber bearing type isolators subjected to seismic loads is investigated analytically. The objective of this study is to find the best location of viscoelastic dampers by the maximum stress method and maximum story drifts method from structure analysis. Also, a secondary objective of the study is to compare the member force, combined stress, and natural period of the structure retrofitted with viscoelastic dampers or lead rubber bearing type isolators to find effective vibration control method.

The Relationship between Fiber Stacking Angle and Delamination Growth of the Hybrid Composite Material on an Aircraft Main Wing (항공기 주익용 하이브리드 복합재의 섬유배향각과 층간분리 성장과의 관계)

  • 송삼홍;김철웅;김태수;황진우
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2003.06a
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    • pp.1402-1405
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    • 2003
  • The main object of this study was evaluated by the delamination damage for fiber stacking angle. Therefore, this work need to compare the shape of delamination for a different fiber stacking angie. So this study uses a method of fatigue test which was created [0]$_2$,[+45]$_2$[90]$_2$. The extension of the delamination zone formed between aluminium alloy and glass fiber-adhesive layer were measured by an ultrasonic C-scan image. As a result, the shapes of delamination zone don't depend upon the crack propagation. We could know that the delamination zone grew interaction between stress flow of fiber layer and crack driving force. Hence, the existing study were applied to the stress transfer, fiber bridging effect, delaminantion growth rate should need to the develop useful factor because of change of fiber stacking angle.

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Analysis of Delamination Behavior on the Stacking Sequence of Prosthetic Foot Keel in Glass fiber Reinforced Laminates (인공발(Prosthetic Foot) 스프링용 유리섬유강화 적층재의 적층배향에 따른 층간분리거동 해석)

  • Song, Sam-Hong;Kim, Cheol-Woong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.27 no.4
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    • pp.623-631
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    • 2003
  • It is considered that the application of advanced composite materials to the prostheses for the disables is important to improve their bio-mechanical performance. Particularly, energy storing foot prosthesis is mostly important to restore gait ability of the disables with low-extremity amputation since it could provide propulsion at terminal stance enhancing the disables ability to walk long distance even run and jump. Therefore, the energy storing spring of Prosthetic foot keel under cyclic bending moment use mainly of high strength glass fiber reinforced plastic. The main objective of this study was to evaluate the stacking sequence effect using the delamination growth rate(dA$_{D}$/dN) of energy storing spring in glass fiber reinforced plastic under cyclic bending moment. The test results indicated that the shape of delamination zone depends on stacking sequence in GFRP laminates. Delamination area(A$_{D}$) turns out that variable types with the contour increased non-linearly toward the damage zones.nes.

Nanoindentation 분석을 통한 W-C-N 박막의 열적 안정성 연구

  • Kim, Su-In;Choe, Seong-Ho;Kim, Ju-Yeong;Lee, Chang-U
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.228-228
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    • 2010
  • 반도체 집적도의 비약적인 발전으로 각 박막 층간의 두께는 더욱 줄어들었고 이는 각 박막 층간의 확산에 대한 문제를 간과할 수 없게 하였다. 따라서 각 층간의 확산을 방지하기위한 확산방지막의 연구에 대한 관심도는 증가하게 되었다. 또한 본 연구에서 분석을 위하여 사용된 Nanoindenter는 박막 표면에 다이아몬드 팁을 이용하여 압입을 실시하여 이때 시표의 반응에 의한 팁의 위치(Z-축)를 in-situ로 측정하여 인가력과 팁의 위치에 대한 연속 압입곡선을 측정하게 된다. 이를 통하여 박막의 hardness와 elastin modulus를 측정하게 되고, 연속 압입곡선 분석을 통하여 박막의 표면응력 변화를 측정한다. 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si 기판과 금속배선 물질인 Cu와의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W-C-N 확산방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 rf magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착 조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 하여 박막내 질소 비율에 따른 확산방지막을 제작하였다. 이후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온에서 $900^{\circ}C$ 까지 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였고, 고온에서 확산방지막의 열적인 안정성을 Nanoindentation 분석을 이용하여 측정하였다. 측정 결과 박막내 질소 불포함된 박막의 경우 표면 강도는 9.01 GPa에서 194.01 GPa의 급격한 변화를 보였고, 질소가 포함된 박막은 9.41 GPa에서 43.01 GPa으로 상대적으로 적은 차이를 보였다. X-ray 분석 결과에서도 박막내 질소가 포함된 박막이 고온에서도 더 안정된 특성을 보이는 것을 확인하였다.

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나노트로볼로지를 이용한 질화 텅스텐 박막의 열적 안정성 연구

  • Choe, Seong-Ho;Kim, Ju-Yeong;Lee, Gyu-Yeong;Han, Jae-Gwan;Kim, Su-In;Lee, Chang-U
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.184-184
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    • 2010
  • 반도체 집적도의 비약적인 발전으로 각 박막 층간의 두께는 더욱 줄어들었고 이는 각 박막 층간의 확산에 대한 문제를 간과할 수 없게 하였다. 따라서 각 층간의 확산을 방지하기 위하여 두께가 수십 nm size의 확산방지막의 연구에 대한 관심도는 증가하게 되었다. 본 연구에서 분석을 위하여 사용된 Nano-indentation은 박막 표면에 다이아몬드 팁을 이용하여 압입을 실시하여 이때 시표의 반응에 의한 팁의 위치(Z-축)를 in-situ로 측정하여 인가력과 팁의 위치에 대한 연속 압입곡선을 측정하게 된다. 이를 통하여 박막의 hardness와 elastic modulus를 측정하게 되고, 연속 압입곡선 분석을 통하여 박막의 표면응력 변화를 측정한다. 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si기판과 금속배선 물질인 Cu와의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W-C-N 확산 방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 RF-magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 하여 박막 내 질소비율에 따른 확산방지막을 제작하였다. 이후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 각각 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였다. 고온에서 확산방지막의 물리적 특성을 알아보기 위해 Nano-indentation을 이용하여 분석하였고, WET-SPM을 이용하여 표면 이미지와 거칠기를 확인하였다. 그 결과 질화물질이 내화물질에 비해 고온에서 물성변화가 적게 나타나는 것을 알 수 있었고, 균일도와 결정성 또한 질화물질에서 더 안정적이었다.

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