• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.4
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• pp.44-52
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• 2003

Shape memory alloys (SMA) are often used in smart structures as active components. Their ability to provide large recovery forces and displacements has been useful in many applications, including devices for artificial muscles, active structural acoustic control, and shape control. Based on the 3-dimensional SMA constitutive equation in this paper, the radial displacement control of externally pressurized circular and semicircular composite cylinders under external pressure with a thin SMA layer bonded on its inner surface or inserted between composite layers in investigated using 3-dimensional finite element analysis. Upon actuation through resistive heating, SMAs start to transform from martensitic into austenitic state, simultaneously recover the prestrain, and thus cause the composite cylinders to go back to their original shapes of the cylinder cross-sections.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.8
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• pp.1083-1089
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• 2010

Shape memory alloys (SMAs) are smart materials. The unique characteristics of SMAs enable the production of large force and displacement. Hence, SMAs can be used in many applications such as in actuators and active structural acoustic controllers; the SMAs can also be used for dynamic tuning and shape control. A SMA torque tube actuator consisting of SMA tubes and superelastic springs is proposed, and the behaviors of the actuator are investigated. From the results of heat transfer analysis, it is proved that the SMA torque tube actuator with both resistive heating of SMA itself and a separate conventional heating rod in the tube core has good performance. The behavior of an actuator system was analyzed by performing a contact analysis, and the twisting motion was noticed when checking the actuation. 3D SMA nonlinear constitutive equations were formulated numerically and implemented by performing a nonlinear analysis by using Abaqus UMAT.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.326-326
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• 2001

Epoxy/glass fiber 복합재는 높은 strength와 stiffness를 갖는 장점이 있지만 impact strained energy를 효율적으로 발산시킬 수 있는 mechanism을 가지고 있지 않기 때문에 damping 능력이 떨어진다 Impact strength와 damping 성능을 증가시키기 위해 사용되어지고 있는 방법은 형상기억 고분자를 이용한 것으로 상대적으로 높은 strength와 impact에 대한 흡수 및 발산을 가지고 있다 형상기억 고분자는 glass transition temperature(G$_{g}$) 근처에서 높은 damping 능력을 가지고 있다. (중략)

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.26 no.2
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• pp.147-152
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• 2016

Shape Memory Alloys (SMAs) undergo changes in shape and hardness when heated or cooled, and do so with great force. Since wire-type SMAs contract in length when heated and pull with a surprisingly large force and move silently, they can be used as actuactors which replace motors. These SMA actuators can be heated directly with electricity and can be used to create a wide range of motions. This paper presents the mechanical design and control for a three fingered, six degree-of-freedom robotic hand actuated by SMA actuators. Each finger has two joints and each joint is actuated with two tendons in the antagonistic manner. In order to create the sufficient force to make the smooth motion, the tendon is composed of two SMA actuators in parallel. For controlling the current to heat the SMA actuators, PWM drivers are used. In experiments, the antagonistic interaction of fingers are evaluated.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.9 no.3
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• pp.20-26
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• 2008

It is well know that the structure of shape memory alloy (SMA) can change from martensite austenite by either temperature or stress. Due to their inherent shape recovery properties, SMA fiber can be used such as for stress or cure-monitoring sensor or actuator, during applied stress or temperature. Incomplete superelasticity was observed as the stress hysteresis at stress-strain curve under cyclic loading test and temperature change. Superelasticity behavior was observed for the single-SMA fiber/epoxy composites under cyclic mechanical loading at stress-strain curve. SMA fiber or epoxy embedded SMA fiber composite exhibited the decreased interfacial properties due to the cyclic loading and thus reduced shape memory performance. Rigid epoxy and the changed interfacial adhesion between SMA fiber and epoxy by the surface treatment on SMA fiber exhibited similar incomplete superelastic trend. Epoxy embedded single SMA fiber exhibited the incomplete recovery during cure process by remaining residual heat and thus occurring residual stress in single SMA fiber/epoxy composite.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.30-33
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• 2009

본 논문에서는 형상기억합금의 특징적인 거동을 모사하기위한 구성방정식을 제안한다. 제안되는 구성방정식은 기존의 소성모델을 기초로 하는 현상학적인 모델로, 소성 경화이론에서 사용되는 항복곡면에 대응되는 상변이 곡면을 정의하여 형상기억합금의 비선형 거동을 모사한다. 단, 상변이 곡면이 1개만 존재하는 소성모델과는 다르게, 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 정방향 상변이와 마르텐사이트에서 오스테나이트로의 역방향 상변이를 각각 해석하기위해 독립적인 2개의 상변이 곡면을 정의해주게 된다. 기계적 하중만이 아닌 열적 하중의 변화에도 비선형 거동을 보이는 형상기억합금의 특성을 반영하기위해 상변이 곡면은 응력과 온도의 함수로 정의되며, 이렇게 정의된 상변이 곡면을 바탕으로 리턴 매핑 알고리즘을 적용하여 열적하중과 기계적하중의 변화에 따른 형상기억합금의 거동을 모사하는 구성방정식을 제안하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.11b
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• pp.916-921
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• 2001

형상기억합금 선(Shape Memory Alloy Fibers ： SMA Fibers)을 삽입한 복합재료 평판의 고온 환경에서의 열적 좌굴 및 진동 해석을 유한요소법을 이용하여 수행하였다 1 차 전단변형이론을 적용하여 적층판을 모델링하였고, 온도 변화 효과는 적층판의 전 영역에서 균일한 온도 분포로 가정하였다. 형상기억합금 선의 온도에 대한 비선형 재료 성질을 고려하여 열적 좌굴 해석 수행 시 반복 계산법을 이용하였고, 자유 진동 해석에서는 시스템의 자유도를 줄이기 위하여 Guyan-Reduction(CR)을 사용하였다. 온도 변화와 형상기억합금 선의 체적비(volume fraction) 및 초기 변형률(initial strain) 변화에 따른 임계 온도와 고유 진동수의 특성을 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.10b
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• pp.255-256
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• 2003

열가소성 폴리우레탄 공중합체는 가역적 변형을 갖는 soft segment와 물리적 가교역할을 하는 hard segment로 이루어져 있으며, 이들 두 segment domain의 상분리에 의하여 우수한 탄성효과를 발휘할 수 있으며 또한 적당한 구조제어에 의하여 형상기억효과를 나타내게 할 수 있다. 본 연구자들은 최근 형상기억 폴리우레탄 제조에 있어 soft segment의 배열을 달리함으로써 보다 우수한 역학적 성질을 갖는 시료를 얻을 수 있음을 보고하였다. (중략)

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.315-318
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• 2011

본 논문에서는 구조물 연결부의 실시간 손상 검색을 통해 이상이 감지되었을 경우 자가치유까지 가능한 지능형 볼트접합부 시스템에 관한 실험적 연구결과가 제시되었다. 지능형 센서인 PZT센서의 전기-역학적 커플링 특성을 이용한 전기역학적 임피던스 기반의 구조물 건전성 평가 방법이 사용되었다. 전기역학적 임피던스의 측정을 통한 계측값을 베이스라인 값과 비교하는 손상 평가를 통해 구조물 볼트접합부의 볼트풀림 손상을 진단하고, 손상은 손상지수 RMSD를 통하여 정량화되었다. 볼트접합부의 손상이 감지되었을 경우 형상기억합금(SMA) 와셔에 부착되어있는 히팅 필름에 전원을 가함으로써 형상기억합금에 열을 가하고, 가열된 형상기억합금 와셔는 축방향으로 팽창을 함으로써 잃었던 볼트의 토크력을 회복시켜주었다. 실험 결과, 제안된 전기역학적 임피던스 기반의 구조물 건전성 평가기법과 형상기억합금 와셔 기반의 볼트접합부 자가치유 시스템의 성능 평가와 검증이 이루어졌다.

• Elastomers and Composites
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• v.45 no.3
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• pp.188-198
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• 2010

The term 'shape memory polymers (SMPs)' describes a class of polymers which can remember the original shape and recover from deformed to its original shape by the applied stimuli, e.g., heat, electricity, magnetic field, light, etc. SMPs are classified as one of the 'smart polymers' and have great potentials as high-value-added materials. Especially, low thermal, electrical, and mechanical properties of SMPs can be improved by incorporating the various fillers. This paper aims to review the SMPs and their basic principles, and the trends of the development of SMPs nanocomposites.