• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.547-553
• /
• 1990

본 연구에서는 알루미나 세라믹(Al$_{2}$O$_{3}$)재료와 순수구리를 티타늄 용자재로써 접합한 브레이징 접합물내의 냉각후 잔류응력을 유한요소법으로 사용하여 해석하였다.

• 한국공작기계학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.94-102
• /
• 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).

• 한국CDE학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.281-289
• /
• 2009

Topology optimization has been widely used for the optimal structure design for weight reduction and high performance. Since the result of three-dimensional topology optimization is represented by the discrete material distribution in finite elements, it is hard to interpret from a design point of view. In this paper, the method for interpreting three-dimensional topology optimization resuIt into a series of cross-sectional curve representation is proposed and interfaced with the existing CAD system for the practical use. The concept of node density and virtual grid is introduced to transform element density values into grid density and material boundaries in each cross section are identified based on the element volume rate to satisfy the amount of material specified in the original design intent. Design exampIes show that three-dimensional topology result can be converted into a form of curve CAD model and the seamless interface with CAD software can be achieved.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.254-261
• /
• 2020

Welding is the most convenient method for fabricating steel materials to build ships and of shore structures. However, welding using high heat processes inevitably produces welding displacements on welded structures. To mitigate these, heavy industries introduce various welding techniques such as back-step welding and skip-step welding. These techniques effect on the change of the distribution of high heat on welded structures, leading to a reduction of welding displacements. In the present study, various cases using different and newly introduced welding techniques are numerically simulated to ascertain the most efficient technique to minimize welding displacements. A numerical simulation using a finite element method based on the inherent strain, interface element and multi-point constraint function is introduced herein. Based on several simulation results, the optimal welding technique for minimizing welding displacements to build a general ship grillage structure is finally proposed.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제24권7호
• /
• pp.1763-1770
• /
• 2000

A finite element interface system for the design of optimal spot welding locations has been developed. In order to find out the optimal locations of spot welding points, iterative finite element an alyses are necessary, and thus automatic generation of finite element model for the structures with spot welded pointsis required. In this interface system, quadrilateral shell elements are automatically generated for finite element analysis of spot welded structured, which employs a domain decomposition methodand adaptive mesh(h-method).

• 한국정밀공학회지
• /
• 제16권1호통권94호
• /
• pp.227-237
• /
• 1999

As the interface bonding phenomenon between the matrix and the reinforcements has a large effect on the mechanical properties of MMCs, a sugestion of the strength analysis technique considering the residual stress and the interface bonding phenomenon is very important for the design of pans and the estimation of fatigue behavior. In this paper the three dimensional finite element anaysis is performed during the elasto-plastic deformation of the particulate reinforced metal matrix composites. It was analyzed with the volume fractions in view of microscale. Bonding strength. interface separation and matrix void growth between the matrix and the reinforcements will be predicted on deformation under tensile loading. An interface seperation is estimated by the fracture criterion which is a critical value of generalized plastic work per unit volume. The shape of the reinforcement is assumed to be a perfect sphere. And the type of the reinforcement distribution is assumed as FCC array. The thermal residual stress in MMCs is induced by the heat treatment. It is included at the simulation as an initial residual stress. The element birth and death method of the ANSYS program is used for the estimation of the interface bonding strength, void generation and propagation. It is assumed that the fracture in the matrix region begin to occur under the external loading when the plastic work per unit volume is equal to the critical value. The fracture strain will be defined. The experimental data of the extruded $SiC_p$>/606l Al composites are compared with the theoretical results.

• 한국안전학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.26-31
• /
• 2005

The strong continuous fiber reinforced metal matrix composites (MMCs) are recently used in aerospace and transportation applications as an advanced material due to its high strength and light weight. Unidirectional fiber-metal matrix composites have superior mechanical properties along the longitudinal direction. However, the applicability of continuous fiber reinforced MMCs is somewhat limited due to their relatively poor transverse properties. Therefore, the transverse properties of MMCs are significantly influenced by the properties of the fiber/matrix interface. In order to be able to utilize these MMCs effectively and with safety, it must be determined their elastic plastic behaviors at the interface. In this study, the interfacial stress states of transversely loaded unidirectional fiber reinforced metal matrix composites investigated by using elastic-plastic finite element analysis. Different fiber volume fractions $(5-60\%)$ were studied numerically. The interlace was treated as three thin layer (with different properties) with a finite thickness between the fiber and the matrix. The fiber is modeled as transversely isotropic linear-elastic, and the matrix as isotropic elastic-plastic material. Using proposed model, the effects of the interface region and fiber arrangement in MMCs on the distributions of stress and strain are evaluated. The stress distributions of a thin multi layer interface have much less changes compared with conventional perfect interface. The analyses were based on a two-dimensional generalized plane strain model of a cross-section of an unidirectional composite by the ANSYS finite element analysis code.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제7권3호
• /
• pp.11-21
• /
• 2005

본 연구에서는 기존의 아스팔트 콘크리트 포장구조해석에 사용되는 다층탄성해석에서 경계면의 영향을 평가하기 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 다층탄성 프로그램인 KENLAYER를 이용하여 연직하중이 작용하는 경우의 경계면 특성에 따른 포장성능에 관한 비교 분석을 실시하였다. 그리고 실제 주행하중에 의해 발생되는 수평하중이 포장체에 미치는 영향을 고찰하기 위해 수평하중을 고려한 포장구조해석도 실시하였다. 이를 위해 ABAQUS를 이용하여 경계면 상태에 따른 포장구조체 내부에서 발생하는 변형률 및 처짐을 분석하고, 경계면의 접합상태에 따른 효과를 분석하였다. 이러한 과정을 통해 경계면 상태에 따른 포장체의 공용성에 관한 기존의 정성적 평가로부터 수치해석을 통해 정량적 평가를 실시하고, 경계면 효과에 대한 기본연구를 실시하였다. 연구 결과 기존 해석에서 사용되는 연직하중만 작용하는 경우와 실제 주행하중을 모사하는 연직하중과 수평하중이 동시에 작용하는 경우 수평하중의 작용으로 인해 공용횟수가 약 1/300로 감소하여 포장구조해석시 수평하중을 고려한 해석이 절실히 필요함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.540-548
• /
• 1996

전자 부품의 일종인 LSI 패키지의 제조 과정에서 절연 방진 방습 등을 목적으로 수지 몰딩이 널리 사용되고 있는데, 냉각과정에서 금속과 수지의 계면에 접합 잔류열응력이 발생하여 파괴의 원인이 되고 있다. 접합 잔류열응력의 측정에는 X선 회절법등이 사용되지만 측정상의 어려움과 계면단 응력특이성에 대한 해석의 곤란함 때문에 적절한 모델링에 따른 수치해석적 연구가 새로이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 Al/Epoxy를 몰딩 접합한 세가지의 대표적인 계면 형상을 선정하여 계면에서의 잔류열응력을 경계요소 수치해석 및 스트레인 게이지를 이용한 실험을 통하여 각각 해석하였다. 수치해석과 실험결과는 정성적으로 잘 일치하였으며, 서브 요소를 사용하므로써 계면단 응력 특이성의 해석 정밀도를 향상시킬 수 있었다. 또한 접합 잔류열응력의 해석결과로부터 수직응력에 의한 계면 박리가 예상되고, 피착체의 두께가 증가할수록 응력 특이성이 강하게 나타남을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.7-15
• /
• 1994

동을 중간재로 하는 $Si_3N_4/SUS304$ 접합재의 접합계면 근방의 잔류응력 분포를 유한요소법과 X선 응력측정법을 이용하여 해석을 하였다. 그 결과, 접합재의 세라믹부 계면 근방의 잔류응력 분포를 정량적으로 밝혀낼 수 있었다. 세라믹부에 발생되는 접합 잔류응력은 접합계면 근방에서 대단히 크게 나타났으며, 특히 최대인장 잔류응력 ${\sigma}_x$는 단부에서 발생하였다. 한편, ${\sigma}_x$는 접합계면 근방에서 3차원분포를 하고 있기 때문에 2차원 유한요소 해석결과와는 대단히 다른 값을 나타내고 있으며, 특히 시험편 중앙부의 계면 근방에서는 X선 실측결과가 인장 잔류응력임에 반하여 2차원 유한요소 해석결과는 압축 잔류응력으로 계산되어짐을 알았다. 따라서, 이와같은 3차원 분포를 하고 있는 접합계면 근방의 잔류응력 ${\sigma}_x$보다 간편하고 정확하게 예측할 수 있는 유한요소 해석모델에 대하여 서로 검토하였다.