• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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• pp.266-271
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• 2001

Spherical indentation technique was developed to evaluate the flow properties of metallic materials in carbon steel, stainless steel and alloys, etc. Through the spherical indentation test, differently degraded 1Cr-1Mo-0.25V steel's mechanical properties were observed and compared with conventional standard test data. The flow properties of 1Cr-1Mo-0.25V steels were estimated by analyzing the indentation load-depth curve. To characterize the flow property, we used material yield slope and constraint factor index rather than strain-hardening exponent because the variation of strain-hardening exponent was very little and the data showed irregularly. And the constraint factor's effect was small when the material yield slope was taken into account.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.943-951
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• 2014

마이크로/나노 압입시험에 사용되는 각뿔 혹은 원뿔형 압입자의 선단 형상은 제작한계 및 사용 중 마모 등으로 인해 필수적으로 곡면 형태를 띄게 된다. 많은 압입시험 관련 연구에서 각뿔형 압입자의 선단 형상은 편의상 구형으로 가정한 후, 얕은 압입에 대한 구형압입 이론식을 적용하고 있다. 이러한 가정에는 근본적으로 두 가지 문제점이 있는데, 첫 번째로 이론해의 정확성은 재료 물성치 및 압입자 형상에 따라 변화한다는 점이며, 두 번째로 각뿔형 압입자의 실제 선단 형상은 이상적인 구형이 아니라는 점이다. 본 연구에서는 유한요소해석에 기반하여 압입시험에 미치는 이 두 요소의 영향을 분석한다. 먼저 탄성 구형 압입시험에 대해 푸아송비와 하중-변위 곡선의 상관관계를 살펴보고, 이를 기반으로 수정된 구형 탄성 압입 관계식을 제시한다. 이어 가정된 Berkovich 선단 형상의 3차원 유한요소해석으로부터 압입깊이에 따른 하중-변위 곡선의 특성을 분석한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.268-271
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• 2010

In this paper, forward and reverse analysis is introduced in order to estimate the elastic-plastic properties from a power-law hardening bulk specimen materials with one simple spherical indentation impression test. In order to verify the reliability of the reverse analysis, we have simulated about a large range of materials that essentially cover all engineering materials, using ABAQUS(6.91) program. Then, we could obtained the fitting functions and plastic parameters from the numerical analysis results. Next, through the procedure of reverse analysis we can obtain the yield stress and power-law exponent. Finally, obtain good agreement between the result from reverse analysis and initial input data from experiment.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제26권2호
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• pp.117-122
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• 2005

The elastic modulus and the apparent density of the trabecular bone were evaluated from spherical indentation tests and Computed Tomography (CT) and their relationship was quantified. The femurs were prepared for trabecular bone analysis. Embedded with respect to their anatomical orientation, the transverse planes of the trabecular bone specimens were scanned at 1㎜ intervals using a CT scanner. The metaphyseal regions of femurs were sectioned with a diamond-blade saw, producing 8㎜ cubes. Using a specially made spherical indentation tester, the cubes were mechanically tested in the anterior-posterior (AP), medial-lateral (ML), and inferior-superior (IS) directions. After determination of modulus from the mechanical testing, the apparent densities of the specimens were measured. The results showed that the IS modulus was significantly greater than both the AP and ML moduli with the AP modulus greater than the ML modulus. This demonstrated that orthogonality was a structural characteristic of the trabecular bone. The power relationship between the modulus and the apparent density was also found to be statistically significant.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.81-90
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• 2012

재료시험기법 중 하나인 압입시험은 크리프 특성 분석에 이용될 수 있다. 그러나 많은 기존 연구들이 정상상태의 크리프 특성만을 이용하고 있기 때문에, 단축시험과 압입시험 사이에는 상당한 차이가 발생한다. 따라서 정확한 크리프 평가를 위해서는 천이 크리프 특성을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 Ogbonna 등(14)의 구형 압입자를 이용한 천이 크리프 해석을 확장, 자기 유사성을 갖는 원뿔형 압입자에 적용했다. 천이 크리프 특성을 유한요소해석을 통해 분석하여 정리하였으며, 구형 및 원뿔형 압입시험의 천이 특성을 비교했다. 또한 재료의 탄성변형률, 압입자 형상, 압입접촉면적, 대표 변형률 등 기존 평가법들에서 정량적으로 잘 고려되지 못하고 있는 부분들을 살펴보고 그 해결방안을 제시했다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.353-360
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• 2010

본 논문에서는 단 한번 만의 간단한 구형 인덴테이션 임프레션 실험을 통하여 재료 소성 물성치를 측정함에 있어서 효율적인 알고리즘이 개발되었다. 본 논문에서는 레프리젠터티브 스트레인의 새로운 정의를 기반으로 연구가 수행되어 예전의 연구와 비교할 때 상당한 량의 피팅 매개변수의 개수를 줄이게 됨으로서 계산 량이 대폭 줄어들면서 연구가 쉽게 진행될 수 있었다. 또한 레프리젠터티브 스트레인에 대한 새로운 정의는 보다 명확한 물리적 임의를 부여하였다. 역 해석의 신뢰성을 증명하기 위하여 본 논문에서는 거의 모든 공학적 금속과 합금이 포함되는 재료 세트들을 사용하여 해석을 진행하였다. 수치 해석 모델링을 통하여 얻은 P-${\delta}$ 그래프를 바탕으로 하여 인덴테이션 반응 특성과 재료의 탄소성 물성치가 양 함수에 의하여 연계되었고, 역 해석방법을 적용시켜 재료의 항복응력과 power-law 경화 지수가 얻어진다. 마지막으로, 역 해석을 통하여 얻어진 재료 물성 치와 실제 실험을 통하여 얻어진 재료 물성치가 좋은 일치성을 가진다는 것을 보여준다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.78-85
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• 1997

Indentation and small punch tests are very powerful methods to monitor the materials reliability since they are very simple, easy and almost non-destructive. First, recently-developed continuous indentation test can provide the more material properties such as hardness, elastic modulus, yield strength, work-hardening exponent, etc., than the conventional hardness test. In our study, the true stress-strain curve was derived from the indentation load-depth curve for spherical indentation. In detail, the strain was able to be obtained from plastic depth/contact radius ratio, and the flow stress was from mean contact pressure through the analysis of elastic-plastic indentation stress field. Secondly, the small punch test was studied to evaluate the fracture toughness and defomation properties such as elastic modulus and yield strength. Like the indentation test, this test can be applied without severe damage of the target structure.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권5호
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• pp.516-522
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• 2002

발전소의 터빈 로터강의 수명을 평가하기 위하여 $630^{\circ}C$에서 등온 열처리된 7가지의 서로 다른 시편을 준비하였다. 탄소강, 스테인레스강 등의 금속재료의 유동특성을 평가하기 위하여 개발된 구형압입 시험을 통하여 서로 다르게 열화된 1Cr-1Mo-0.25V강의 기계적 물성을 측정하고 이를 인장시험에서의 결과와 비교하였다. 유동특성을 결정짓는 요소로 재료항복기울기와 구속인자지수를 사용하였다. 이는 가공경화지수의 변화가 매우 작고 불규칙적으로 나타났기 때문이다. 또한 재료항복기울기의 영향을 고려하였을 때 구속인자지수의 영향은 적은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1339-1347
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• 2013

기존 단축 크리프시험에서는 천이 크리프의 영향을 무시하고 정상상태 크리프만을 고려하기 때문에 실제 크리프 특성을 나타내지 못한다. 이에 본 연구에서는 천이크리프를 고려한 압입 크리프 물성평가법을 제시한다. 다양한 재료에 대해 구형압입시험 전산모사를 이용해 크리프 물성변화에 따른 거동을 살펴보고, 크리프 특성을 무차원 변수들의 회귀식으로 표현한다. 이를 토대로 천이크리프를 고려한 압입 크리프 물성평가 프로그램을 생성했다. 제시한 물성평가 프로그램을 통해 압입 하중-변위 곡선으로부터 크리프지수, 계수값들을 각각 1.1%, 2.3% 오차범위에서 예측할 수 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.230-237
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• 2001

For the structural integrity of large and complex structures such as railway vehicle, the in-field diagnosis of mechanical properties of the structures is needed, and especially, the mechanical characteristics of the weldment must be carefully evaluated. But, conventional standard testing methods having destructive procedures are not applicable to in-field assessment of mechanical property variations within weldment because they needs the limitations of specimen size and geometry. In this paper, to overcome this problems, the advanced indentation technique (AIS) is introduced for simple and non-destructive/in-field testing of weldment of industrial structures. This test measures indentation load-depth curve during indentation and analyzes the mechanical properties related to deformation and fracture. First of all, flow properties such as yield strength, tensile strength and work hardening index can be evaluated through the analysis of the deformation behavior beneath the spherical indenter. Additionally, case studies of advanced indentation techniques are introduced.