• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.89-94
• /
• 2021

최근 플렉시블 기기의 상용화를 위하여 기계적 신뢰성 연구가 활발히 진행되고 있으며 이를 고려하여 신뢰성 높은 다양한 접합부의 구현이 중요하다. 기기의 많은 부피를 차지하는 고분자 기판 또는 필름을 접합할 때에는 재료의 약한 내열성으로 접합공정 중 열 손상이 발생할 수 있으므로 신뢰성을 확보를 위해 상온 접합공정이 필요하다는 제약이 있다. 기존의 기판 접합을 위해 사용되는 에폭시 또한 고온 경화가 요구되는 경우가 많고, 특히 경화 접합 후 에폭시는 접합부 유연성 및 피로 내구성에서 한계를 보인다. 이를 해결하기 위하여 접착제 사용이 없는 저온 접합 공정의 개발이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 마이크로파에 의한 탄소나노튜브 가열을 이용한 고분자 기판의 저온 접합공정을 개발하였다. PET 고분자 기판에 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT)를 박막 코팅한 뒤 이를 마이크로파로 국부 가열함으로써 접합 기판 전체는 저온을 유지하며 CNT-PET 기계적 얽힘을 유도하는 방식이다. PET/CNT/PET 접합시편에 600 Watt 출력의 마이크로파를 10초간 조사함으로써 유연기판 접합에 성공하였고 매우 얇은 CNT 접합부를 구현하였다. 접합 시편의 기계적 신뢰성을 평가하기 위해 중첩 전단 강도 시험, 삼점 굽힘 시험, 반복 굽힘 시험을 수행하였으며 각 시험으로부터 우수한 접합강도, 유연성, 굽힘 내구성이 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.69-76
• /
• 2014

본 연구에서는 스퍼터링 공정으로 제작된 FCCL(flexible copper clad laminate)을 이용하여 초박형 FPCB를 개발하였다. 또한 구리 박막과 폴리이미드 기판의 접착력을 향상시키기 위한 NiMoNb 접착층을 적용하였다. 개발된 초박형 FPCB의 기계적 내구성과 유연성은 인장, 비틀림 및 굽힘 피로 수명시험을 이용하여 검증하였다. 인장 시험 결과 초박형 FPCB는 약 7% 까지 인장이 가능하였으며, 비틀림 각도 $120^{\circ}$ 까지의 내구성과 유연성을 갖고 있음을 알 수 있었다. 또한 초박형 FPCB는 10,000회의 굽힘 피로시험에도 파괴가 발생하지 않았다. 수치해석에 의한 응력 및 변형율의 계산 결과, 인장 시에 초박형 FPCB에 걸리는 최대 응력 및 변형률은 기존 FPCB에 비하여 크게 차이가 나지 않음을 알 수 있었다. 결론적으로 초박형 FPCB의 강건성은 기존 FPCB에 비하여 약간 열세이나, 제품에 적용하기에는 충분한 강건성과 신뢰성을 갖고 있다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.1351-1360
• /
• 1993

본 연구에서는 수적법(hand lay up : HLU)을 이용하여 단 섬유포(chopped strand mat : CSM)형태의 유리섬유를 불포화 폴리에스테르 수지에 강화시킨 복합 적층 판을 대상으로 해수중에서 굽힘·피로시험을 실시하여 피로균열 성장거동을 관찰하고 파면관찰을 통하여 GERP의 피로특성을 검토하였다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
• /
• 한국신뢰성학회 2002년도 정기학술대회
• /
• pp.199-204
• /
• 2002

본 연구에서는 저압 증기 터빈블레이드의 안전성 확보를 위하여 작용응력 및 강도의 변동성을 고려한 확률론적 해석을 수행하였다. 정상상태에서 작용응력은 이론 및 유한요소해석에 의해서 얻을 수 있으며, 최대 von-Mises 응력은 215.4MPa이다. 회전굽힘 하중하에서의 피로한도는 응력비 R= -1에서 계단식 시험법을 이용하여 구하였으며, 이의 확률론적 특성에 가장 적합한 분포는 3 모수 와이블 분포이다. 그리고 신뢰성에 미치는 다양한 인자들의 영향은 영향계수(sensitivity factor)를 이용하여 정량적으로 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권11호
• /
• pp.1011-1020
• /
• 2017

본 연구는 실온에서 미처리재와 UNSM처리재, 수소취화재(100 bar, $300^{\circ}C$에서 120 h) 및 이 수소취화재의 UNSM처리재의 스테인리스강 316L 시험편의 재료특성파악을 위한 실험을 실시하였다. 여기서 수소취화재는 기존의 미처리재의 S-N곡선보다 피로강도가 약간 감소하는 경향을 나타내었으며, 수소취화효과는 적게 나타났다. 미처리재에 비해서 UNSM처리재의 피로한도는 약 43.8 % 상승하였고, 수소취화재의 UNSM처리재는 수소취화재보다 약 57.1 % 상승하는 경향을 나타내었다. EBSD에 의한 IQ, IPF 및 KAM 맵에서 UNSM처리 후, 이 처리의 영향을 받는 나노 입자 표면층의 두께는 약 $152{\mu}m$이다. 그러나 세 가지 맵에서 수소취화의 깊이 영향을 정량적으로 평가할 수 없었다. 시험편상에서 발생하는 표면균열은 수소취화의 영향으로 평균입경($35{\mu}m$)보다 작은 균열의 비율이 약 90 %를 차지하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권10호
• /
• pp.997-1004
• /
• 2017

엘리베이터 와이어로프의 수명은 제품의 매우 중요한 특성 가운데 하나로서 사용자의 안전 및 장비의 정비 정책과 밀접한 관계가 있다. 엘리베이터 와이어로프의 수명을 사용조건에서 측정하는 것은 매우 비경제적이다. 이 연구에서는 엘리베이터 와이어로프 (8x19W-IWRC)의 가속열화시험 데이터를 활용하여 와이어로프의 수명을 추정하는 방법을 다루었다. 굽힘피로시험기를 이용하여 가속열화시험을 진행하였으며 가속변수로는 인장하중을 사용하였다. 와이어로프의 수명은 대수정규분포를 가정하였고, 선형회귀모형을 이용하여 가수명을 구한 후 가속수명모형을 이용하여 와이어로프의 수명을 추정하는 방법과 고장 확률에 대한 로지스틱 회귀모형을 이용하여 추정하는 방법을 제시하고 두 모형의 수명 추정결과를 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권4호
• /
• pp.421-428
• /
• 2012

본 논문에서는 알루미늄 7075-T6 재료의 부식 기간별 표면 산화막 형성이 피로거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 사용된 알루미늄 재료는 부식에 대한 부동태화 현상으로 부식저항 특성이 높은 금속으로 알려져 있다. 알루미늄 합금은 다른 재료에 비해 가볍고 강한 재료 특성 때문에 항공기 부품 산업과 같은 다양한 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 때문에 부식에 대한 재료의 피로거동 특성과 부식에 대한 부동태화 특성에 대한 연구가 요구된다. 4절점 회전 굽힘 시험기를 사용하여 부식 기간별 재료의 피로거동 특성을 확인하였고, 표면 거칠기를 측정하여 부식 기간별 알루미늄 재료의 표면 부식 정도를 평가하였다. 또한 전자주사현미경을 통해 파단면 분석 및 재료 표면에 형성된 산화막을 측정하였다. 실험결과 초기 부식 4주 동안은 부식이 활발히 진행되어 피로수명은 크게 감소하고 표면 거칠기는 증가하였다. 하지만 4주 이후부터 재료의 부동태화 현상으로 부식 반응이 둔화되는 경향을 보였다. 전자주사현미경을 통한 분석에서도 표면 산화막의 성장이 4주 이후부터 둔화되어 재료 표면의 산화막이 보호층 역할을 하여 더 이상의 부식진행을 방지한다는 결론은 얻었다.

• Composites Research
• /
• 제21권1호
• /
• pp.40-45
• /
• 2008

자동차용 유압브레이크 고무호스 어셈블리 제품은 자동차에 장착되어 실제로 사용 중에 가압, 굽힘, 비틀림, 열하중 등의 복합적인 스트레스를 받는다. 고무호스의 재질은 EPDM(ethylene-propylene diene monomer)고무와 PVA(polyvinyl acetate)섬유 보강층 그리고 중간고무로 NR(natural rubber)고무가 사용되고 있다. 고무호스 어셈블리 제품의 내구성과 파괴 메커니즘을 조사하기 위해 굽힘과 비틀림의 반복하중 사이클 수가 10만, 20만, 30만, 40만, 최종파열 사이클 수까지 되도록 시험하였다. 유압브레이크 고무호스의 초기크랙 발생을 알아보기 위해 제품 시험편을 다이아몬드 휠커터를 이용하여 수직 절단하여 폴리싱한 후 광학현미경과 주사형 전자현미경(SEM)으로 단면을 관찰하였다. 40만 사이클의 피로하중을 받은 시험편을 보면 외면고무와 PVA섬유 사이의 계면을 따라 길이 1mm의 층간분리가 일어났으며, 이러한 손상은 외면고무의 표피층으로 균열을 진전시켜 고무호스를 최종적으로 찢어지게 하는 것이다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.1327-1334
• /
• 1988

본 연구에서는 회전굽힘응력하에서 비관통노치를 갖는 재료의 피로거동을 분 석하기 위하여 우선 시험편의 반지름에 해당한 심공노치를 갖는 시험편을 준비하고 이 시험편이 고, 중간, 저응력을 받는경우 작용응력의 대소에 의한 표면 및 내부크랙전파 특성과 함께 크랙면형상변화 관계를 검토하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권9호
• /
• pp.1027-1032
• /
• 2012

치과 드릴치료기기 내부에 장착되는 신개념 소형 증속기어 및 그 배열의 2가지 개념설계안을 도출하고, 증속비, 모듈, 이의 수, 기어지름, 기어의 형태를 기구학적 계산으로 했으며, 이 두 형태의 증속기어열에 대해서 이의 접촉과 굽힘 강도특성을 AGMA식과 유한요소해석으로 분석하고, DLC 재료를 이에 코팅했을 때의 접촉강도를 계산하였다. 또한 기어재료에 대한 피로강도시험 및 인장시험을 수행하여 강도해석에 활용하였다. 3축방식보다 좀더 단순한 2축방식의 2번 맞물린 기어에 약간 더 큰 응력이 발생했으며, 피로해석 결과를 S-N 선도와 비교할 때 요구되는 수명을 만족함을 알 수 있었다. 고경도의 DLC 코팅된 기어의 접촉응력이 동일한 기어에서 그렇지 않은 기어에 비해 약 30% 정도 감소하여서 이 표면의 코팅이 중요함을 알 수 있다. 이러한 연구결과를 기초로 초소형 2축방식의 기어열과 핸드피스를 시제작하여 작동성능을 평가하였다.