• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.367-375
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• 2014

삼차원 솔리드 유한요소 방법을 이용한 목재 거동 해석을 보다 효율적으로 손쉽게 활용하기 위하여, 이에 필요한 목재재료모델 생성 방법을 개발하였다. 2단선형 탄소성이방성 이론에 근거하여 목재의 주요 세 방향 즉, 섬유, 방사 및 접선방향의 구성방정식을 정의하였다. 목재재료상수 결정의 단순화를 위하여 방사방향과 접선방향의 특성을 섬유직각 방향으로 통합하고, 요구되는 총 27개의 재료입력상수를 방향별 탄성계수와 항복응력, 그리고 프와송 비를 포함하는 6개의 독립상수로 단순화하였다. 개발된 목재재료모델을 이용하여 북미 더글라스 퍼 압축시험에 대한 삼차원 유한요소 모델을 개발하고 주요 세 방향에 대한 실험 측정치들과 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 성공적인 모델해석 결과를 얻었으며, 이를 바탕으로 향후 진척되어야 할 연구개발 방향과 예상되는 문제점들을 논의하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권3호
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• pp.21-27
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• 2007

이방성 전도필름(ACF) 접합에 사용되는 니켈 범프를 무전해 및 전해 도금법으로 제작한 다음, 이 범프들의 기계적 특성과 충격안전성을 압축시험, 범프전단시험, 낙하충격시험을 통하여 연구하였다. Nano indenter를 이용한 압축시험에서 얻은 하중-변형량 데이터를 변환시켜 니켈범프의 응력-변형량 곡선을 구하였다. 전해 니켈 범프는 무전해 니켈 범프에 비해 매우 작은 탄성한계응력과 탄성계수를 나타냈었다. 무전해 니켈 범프의 탄성한계응력과 탄성계수가 각각 600-800MPa, $9.7{\times}10^{-3}MPa/nm$인 반면 전해 니켈 범프의 경우에는 각각 70MPa, $7.8{\times}10^4MPa/nm$이었다. 범프전단 시험에서 무전해 니켈 범프는 소성변형이 거의 일어나지 않고 낮은 전단하중에서 범프가 패드 층에서 튕기듯이 떨어져 나간 반면 전해 니켈 범프는 큰 소성변형을 일으키며 범프가 잘려나갔으며 높은 전단하중을 보여주었다. 낙하충격시험 결과 ACF 플립칩 방법으로 본딩한 무전해 및 전해 범프 모두 높은 충격 신뢰성을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.72-85
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• 2000

암석은 지질학적 생성과정으로 인해 잠재적으로 많은 구조적 결함을 내포하고 있는 재료이다. 이러한 구조적 결함으로 인해 압축하중을 받고 있는 암석의 변형거동 및 파괴는 비선형적이다. 지금까지의 연구들에서는 암석의 비선형 거동을 모사하기 위해 균열모형, 즉 활주균열모형 (Sliding crack model) 과 전단균열모형 (Shear crack model) 을 사용하였다. 이 연구들에서는 암석의 비선형 응력-변형률 곡선과 균열성장으로 인해 발생되는 유효탄성정수들 ($E_1$, $E_2$, ${\nu}_1$, ${\nu}_2$, $G_2$) 의 변화와 같은 여러 가지 암석 거동을 모사하였다 (Kemeny, 1993; Jeon, 1996, 1998). 대부분의 이러한 연구들은 주로 균열모형의 암석거동의 적용에 대한 타당성을 검증하는데 그쳤으며 지하공간이나 사면설계 등의 실제적인 수치해석을 목적으로 균열모형을 적용한 연구는 그다지 많지 않다. 본 연구에서는 암석의 비선형 응력 변형률 곡선을 모사함으로써 균열모형의 암석에의 적용에 대한 타당성을 검증하며 실제적인 수치해석, 즉 상용되고 있는 유한요소해석 프로그램에 균열모형을 적용하였다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권1호
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• pp.57-73
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• 2008

The present paper focuses on experimental verification of the ply-by-ply basis inelastic analysis of multidirectional laminates. First of all, rate dependence of the tensile behavior of balanced symmetric cross-ply T800H/epoxy laminates with a $[0/90]_{3S}$ lay-up under off-axis loading conditions at $100^{\circ}C$ is examined. Uniaxial tension tests are performed on plain coupon specimens with various fiber orientations $[{\theta}/(90-{\theta})]_{3S}$ ($\theta$ = 0, 5, 15, 45 and $90^{\circ}C$) at two different strain rates (1.0 and 0.01%/min). The off-axis stress.strain curves exhibit marked nonlinearity for all the off-axis fiber orientations except for the on-axis fiber orientations $\theta$ = 0 and $90^{\circ}$, regardless of the strain rates. Strain rate has significant influences not only on the off-axis flow stress in the regime of nonlinear response but also on the apparent off-axis elastic modulus in the regime of initial linear response. A macromechanical constitutive model based on a ply viscoplasticity model and the classical laminated plate theory is applied to predictions of the rate-dependent off-axis nonlinear behavior of the cross-ply CFRP laminate. The material constants involved by the ply viscoplasticity model are identified on the basis of the experimental results on the unidirectional laminate of the same carbon/epoxy system. It is demonstrated that good agreements between the predicted and observed results are obtained by taking account of the fiber rotation induced by deformation as well as the rate dependence of the initial Young's moduli.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권4호
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• pp.431-448
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• 2012

In this paper, the first-order shear deformation theory (FSDT) (Mindlin) for continuum incorporating surface energy is exploited to study the static behavior of ultra-thin functionally graded (FG) plates. The size-dependent mechanical response is very important while the plate thickness reduces to micro/nano scales. Bulk stresses on the surfaces are required to satisfy the surface balance conditions involving surface stresses. Unlike the classical continuum plate models, the bulk transverse normal stress is preserved here. By incorporating the surface energies into the principle of minimum potential energy, a series of continuum governing differential equations which include intrinsic length scales are derived. The modifications over the classical continuum stiffness are also obtained. To illustrate the application of the theory, simply supported micro/nano scaled rectangular films subjected to a transverse mechanical load are investigated. Numerical examples are presented to present the effects of surface energies on the behavior of functionally graded (FG) film, whose effective elastic moduli of its bulk material are represented by the simple power law. The proposed model is then used for a comparison between the continuum analysis of FG ultra-thin plates with and without incorporating surface effects. Also, the transverse shear strain effect is studied by a comparison between the FG plate behavior based on Kirchhoff and Mindlin assumptions. In our analysis the residual surface tension under unstrained conditions and the surface Lame constants are expected to be the same for the upper and lower surfaces of the FG plate. The proposed model is verified by previous work.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.55-62
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• 2019

Polydimethylsiloxane (PDMS)를 베이스 기판으로 사용하고 이보다 강성도가 높은 flexible printed circuit board (FPCB)를 island 기판으로 사용한 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 구조의 강성도 경사형 신축패키지를 형성하고, 이의 탄성특성 및 인장 싸이클과 굽힘 싸이클에 따른 신뢰성을 분석하였다. Soft PDMS, hard PDMS, FPCB의 탄성계수가 각기 0.28 MPa, 1.74 MPa, 2.25 GPa일 때 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축패키지의 유효 탄성계수는 0.6 MPa로 분석되었다. 0~0.3 범위의 인장 싸이클을 15,000회 인가시 신축패키지의 저항변화률은 2.8~4.3% 이었으며, 굽힘반경 25 mm의 굽힘 싸이클을 15,000회 인가시 저항변화률은 0.9~1.5% 이었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.109-116
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• 2021

본 연구에서는 제철소에서 발생되는 전기로 산화슬래그로써 제철 슬래그 골재를 사용한 SMA 혼합물에 대한 역학적 특성을 평가하였다. 실험 변수는 일반골재와 제철 슬래그 골재 10mm 및 13mm이다. 슬래그 골재의 기본 물성과 품질(비중, 흡수율등)은 KS기준을 만족하였다. 아스팔트콘크리트 혼합물의 역학적 실험을 수행한 결과, 슬래그 골재 혼합물은 최적아스팔트 함량이 일반 골재 혼합물 대비 낮게 도출되었으나 다른 품질 기준은 모두 만족하였다. 제철 슬래그 골재 혼합물이 일반 골재 혼합물 대비 다소 높은 값으로 측정되었고, 모든 시편에서 동적안정도 시험은 2,000pass/mm 기준을 만족하였다. 또한, 제철 슬래그 골재 혼합물의 회복탄성계수는 일반 골재를 사용한 혼합물에 비해 개선된 값을 나타내었다. 이에, 하중 재하 이후 회복하는 속도가 향상되어 차량의 반복적 통행하중에 따른 공용성능 개선 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제12권2호
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• pp.309-323
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 삼축압축(三軸壓縮) 조건(條件)에서 여러 제한인자(制限因子)들이 재성형(再成形)한 해성점토(海成粘土)의 응력(應力)-변형(變形)에 미치는 영향(影響)을 알기 위하여 여러가지 단계(段階)의 함수비(含水比)와 밀도(密度)및 기타(其他)의 조건(條件)을 달리하여 실내(室內)에서 임의(任意)로 재성형(再成形)한 5가지 점토시료(粘土試料)의 비배수(非排水) 삼축압축(三軸壓縮) 시험(試驗)을 하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 함수비(含水比)의 증가(增加)와 함께 변형(變形)에 대(對)한 파괴주응력차(破壞主應力差)는 적어졌다. 2. 건조밀도(乾操密度)가 커질수록 변형(變形)에 대(對)한 파괴주응력차(破壞主應力差)는 커졌다. 3. 파괴주응력차(破壞主應力差)에 대(對)한 재성형(再成形) 함수비(含水比)와 밀도(密度)의 상호작용(相互作用)의 영향(影響)은 함수비(含水比) 6.6~9.7%와 건조밀도(乾操密度) $1.50{\sim}1.55g/cm^3$에서 가장 뚜렷했다. 4. 해성점토(海成粘土)에서는 축방향(軸方向) 변형율(變形率)이 응력(應力)-변형성질(變形性質)에 미치는 영향(影響)은 뚜렷하지 않았으나, 축방향(軸方向) 변형율(變形率)이 증가(增加)함에 따라 탄성계수율(彈性係數率)은 감소(減少)하는 경향(傾向)이 나타났다. 5. 입도(粒度)의 배합(配合)이 양호(良好)한 시료(試料)에서 변형(變形)에 대(對)한 주응력차(主應力差)가 큰 값을 나타냈다. 6. 해성점토(海成粘土)의 비배수(非排水) 변형(變形)에 관계(關係)가 깊은 인자(因子)만을 골라서 응력(應力)및 변형(變形) 예측(豫測)을 위한 중회귀(重回歸) 분석(分析) 모형(模型)을 만들 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제14권6호
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• pp.440-449
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• 2004

암반은 지각을 형성하는 암석의 집합체로서 지질학적인 생성 과정에서 단층, 절리 등의 역학적 불연속면을 포함하고 있다. 이러한 불연속면은 구조상 매우 취약하므로 지하 암반구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 불연속면의 특성을 고려한 설계가 필수적이며, NATM터널 시공 시에는 이러한 불연속면을 가능한 빨리 확인하여 굴착공법 및 지보체계의 변경이 조속히 이루어져야 한다. 지하 암반 중에 터널을 굴착하게 되면, 터널 막장면을 포함한 무지보 굴착면 주위에 발생하는 3차원적 응력 전이 현상으로 인하여 막장 전방에 연약대가 존재하거나 파쇄대가 존재하는 경우에 터널의 내공 변위가 특정한 경향을 나타내는 것이 기존 연구 결과로 알려져 있다. 막장 전방의 불연속면 상태에 따른 내공변위 경향을 알아보기 위하여 막장 전방에 존재하는 불연속면의 변형계수, 두께, 방향성 등을 변화시켜가며 3차원 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과에서 다양한 변위성분의 영향선과 경향선의 변화가 실제 측정값들과 비슷하다는 것을 알 수 있었으며 불연속면의 물성, 두께, 방향성에 따라 값의 변화 정도가 달라지는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권3호
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• pp.273-284
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• 2018

A detailed understanding of the mechanical behaviors for crushed coal rocks after grouting is a key for construction in the broken zones of mining engineering. In this research, experiments of grouting into the crushed coal rock using independently developed test equipment for solving the problem of sampling of crushed coal rocks have been carried out. The application of uniaxial compression was used to approximately simulate the ground stress in real engineering. In combination with the analysis of crack evolution and failure modes for the grouted specimens, the influences of different crushed degrees of coal rock (CDCR) and solidified grout strength (SGS) on the mechanical behavior of grouted specimens under uniaxial compression were investigated. The research demonstrated that first, the UCS of grouted specimens decreased with the decrease in the CDCR at constant SGS (except for the SGS of 12.3 MPa). However, the UCS of grouted specimens for constant CDCR increased when the SGS increased; optimum solidification strengths for grouts between 19.3 and 23.0 MPa were obtained. The elastic moduli of the grouted specimens with different CDCR generally increased with increasing SGS, and the peak axial strain showed a slightly nonlinear decrease with increasing SGS. The supporting effect of the skeleton structure produced by the solidified grouts was increasingly obvious with increasing CDCR and SGS. The possible evolution of internal cracks for the grouted specimens was classified into three stages: (1) cracks initiating along the interfaces between the coal blocks and solidified grouts; (2) cracks initiating and propagating in coal blocks; and (3) cracks continually propagating successively in the interfaces, the coal blocks, and the solidified grouts near the coal blocks. Finally, after the propagation and coalescence of internal cracks through the entire specimens, there were two main failure modes for the failed grouted specimens. These modes included the inclined shear failure occurring in the more crushed coal rock and the splitting failure occurring in the less crushed coal rock. Both modes were different from the single failure mode along the fissure for the fractured coal rock after grouting solidification. However, compared to the brittle failure of intact coal rock, grouting into the different crushed degree coal rocks resulted in ductile deformation after the peak strength for the grouted specimens was attained.