• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1079-1089
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• 2015

본 연구에서는 항복강도 1GPa 이상의 고강도재료에 대해 구형압입자를 이용한 물성평가법을 제시한다. 압입전산모사를 통해 하중-변위 관계를 응력-변형률 관계로 변환하는 네 압입변수에 대한 회귀식을 바탕으로, 고강도 물성평가용 프로그램을 작성했다. 이를 압입시험에 적용하면 단 한번의 하중-해중에서 얻어지는 데이터로 유효 응력-변형률곡선을 얻을 수 있다. 광범위한 재료들에 대해 구해진 물성치의 평균오차는 영률 0.3%, 항복강도 0.8 %, 변형경화지수 6.4 % 이내이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.703-708
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• 1997

Continuous indentation test is a very powerful method to monitor the materials reliability since it is very simple, easy and almost non-destructive. It can provide material properties such as elastic modulus, yield strength, work-hardening exponent, etc., than the conventional hardness test. In our study, the true stress-strain curve is derived from the indentation load-depth curve. For this, average indentation strain is defined and the flow stress is obtained from the analysis of the indentation stress field. The residual stress is analyzed from the variation of the indentation behavior with the applied residual stress. And the estimation of fracture characteristic is tried by considering the conventional fracture toughness modeling and the stress/strain state under the spherical indenter.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.419-424
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• 2001

골다공증의 조기 발견 및 치료예후에도 영향을 미치는 망상골 구조의 영률(Young's Modulus)은 그 대상이 사람이므로 일반적인 인장 및 압축시험으로 구해내기는 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 망상골 구조가 지니고 있는 영률을 평가함에 있어서 구형압입시험을 통하여 망상골 구조의 영률을 구하고자 하였으며 이를 전산화단층촬영(CT)에서부터 얻을 수 있는 밀도와 실제 측정해서 얻은 밀도와의 관계를 정량화하고자 한다. 31세 남성의 좌우 원위 대퇴골을 해부학적 좌표를 고려하여 고정한 다음 GE9800 CT장비를 사용하여 Imm간격으로 단층촬영을 실시하였으며. 각 영상으로부터 CT수(HU)를 구하였다 Dliamond saw를 사용하여 좌우 대퇴골으로부터 72개의 8mm 정방형 시편들을 추출하였으며. 제작한 구형압입시험기를 사용하여 각 시편의 IS. AP. 그리고 ML방향으로의 압입시험과 압축시험을 각각 실시하였으며, 이후 시편의 실제 겉보기 밀도를 측정하였다. 그 결과 IS방향의 영률이 AP 및 ML방향보다 유의하게 크게 나타났으며, AP방향의 영률 역시 ML방향보다 유의하게 큰 영률을 나타냄을 통하여 망상골의 직교성을 알 수 있었다. CT수와 각 방향의 영률과의 관계에서도 선형적 관계보다는 멱관계로 보다 더 잘 설명되어짐을 알 수 있었는데 이는 이전의 연구자들과 동일한 결과임을 알 수 있었다

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.819-827
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• 2006

The stress-strain relation of aluminum (Al) alloy foam cell wall was evaluated by the instrumented sharp indentation method. The indentation in a few micron ranges was performed on the cell wall of Al-alloy foam having a composition or Al-3wt.%Si-2wt.%Cu-2wt.%Mg as well as its precursor (material prior to foaming). To extract the stress-stram relation in terms of yield stress ${\sigma}_y$, strain hardening exponent n and elastic modulus E, the closed-form dimensionless relationships between load-indentation depth curve and elasto-plastic property were used. The tensile properties of precursor material of Al-alloy foam were also measured independently by uni-axial tensile test. In order to verify the validity of the extracted stress-strain relation, it was compared with the results of tensile test and finite element (FE) analysis. A modified cubic-spherical lattice model was proposed to analyze the compressive behavior of the Al-alloy foam. The material parameters extracted by the instrumented nanoindentation method allowed the model to predict the compressive behavior of the Al-alloy foam accurately.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권5호
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• pp.863-870
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• 2017

With the increasing interest in using bacterial biofilms in geo-engineering practices, such as soil improvement, sealing leakage in earth structures, and hydraulic barrier installation, understanding of the contribution of bacterial biofilm formation to mechanical and hydraulic behavior of soils is important. While mechanical properties of soft gel-like biofilms need to be identified for appropriate modeling and prediction of behaviors of biofilm-associated soils, elastic properties of biofilms remain poorly understood. Therefore, this study investigated the microscale Young's modulus of biofilms produced by Shewanella oneidensis MR-1 in a liquid phase. The indentation test was performed on a biofilm sample using the atomic force microscopy (AFM) with a spherical indentor, and the force-indentation responses were obtained during approach and retraction traces. Young's modulus of biofilms was estimated to be ~33-38 kPa from these force-indentation curves and Hertzian contact theory. It appears that the AFM indentation result captures the microscale local characteristics of biofilms and its stiffness is relatively large compared to the other methods, including rheometer and hydrodynamic shear tests, which reflect the average macro-scale behaviors. While modeling of mechanical behaviors of biofilm-associated soils requires the properties of each component, the obtained results provide information on the mechanical properties of biofilms that can be considered as cementing, gluing, or filling materials in soils.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권8호
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• pp.807-812
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• 1998

Mechanical properties of two types of polycrystlline {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} with different grain size were investigated. A fine grain {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} has a higher fracture strength and hardness. Plot of strength versus Vickers indentation load indicated that {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} has a high flaw tolerance. Hertzian indentation test using a spherical indenter was used to study elastic and plastic behavior in {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }}. Indentation stress-strain curves of each material are made to evaluate the plasticity of {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} Both find and coarse grain {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} showed high plasticity. In-dentation stress-strain curve of coarse grain {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} deviated even more from an ideal elastic limit in-dicating exceptional plasticity in this material. Deformation zones were formed below the contact as well as around the contact area in both materials but the size of deformation zone in coarse grain {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} was much larger than that in fine grain {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} Intragrain slip and kink would account for high plasticity. Plastic behavior of {{{{ { { Ti}_{3 }SiC }_{2 } }} was strongly influenced by grain size.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.306-314
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• 2006

가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제8권6호
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• pp.479-488
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• 2016

PURPOSE. The aim of this study was to test the modulus of elasticity (E) across the interfaces of yttria stabilized zirconia (YTZP) / veneer multilayers using nanoindentation. MATERIALS AND METHODS. YTZP core material (KaVo-Everest, Germany) specimens were either coated with a liner (IPS e.max ZirLiner, Ivoclar-Vivadent) (Type-1) or left as-sintered (Type-2) and subsequently veneered with a pressable glass-ceramic (IPS e.max ZirPress, Ivoclar-Vivadent). A $5{\mu}m$ (nominal tip diameter) spherical indenter was used with a UMIS CSIRO 2000 (ASI, Canberra, Australia) nanoindenter system to test E across the exposed and polished interfaces of both specimen types. The multiple point load - partial unload method was used for E determination. All materials used were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM) and X - ray powder diffraction (XRD). E mappings of the areas tested were produced from the nanoindentation data. RESULTS. A significantly (P<.05) lower E value between Type-1 and Type-2 specimens at a distance of $40{\mu}m$ in the veneer material was associated with the liner. XRD and SEM characterization of the zirconia sample showed a fine grained bulk tetragonal phase. IPS e-max ZirPress and IPS e-max ZirLiner materials were characterized as amorphous. CONCLUSION. The liner between the YTZP core and the heat pressed veneer may act as a weak link in this dental multilayer due to its significantly (P<.05) lower E. The present study has shown nanoindentation using spherical indentation and the multiple point load - partial unload method to be reliable predictors of E and useful evaluation tools for layered dental ceramic interfaces.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.84-93
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• 2017

본 논문에서는 탄화규소 섬유강화 탄화규소 복합재료에 내환경 코팅을 수행한 후, 열 기계적 특성평가에 대한 연구를 수행하였다. 초기분말은 성형공정도중 흐름성을 좋게 하기 위해 분무건조법으로 구형의 분말을 제조하였다. 내환경 코팅재는 복합재료가 산화되거나 고온 수증기와 반응하는 것을 방지하기 위해 행하여 지는데, 본 연구에서는 액상침투법(LSI)으로 제조한 복합재에 실리콘으로 본드코팅을 하고 그 위에 대기플라즈마용사법으로 뮬라이트(mullite)와 무게비로 12% 이터븀 실리케이트(ytterbium silicate)가 혼합된 복합재를 코팅하였다. 대기플라즈마 코팅공정 시 성형변수로서 분무거리를 100, 120 그리고 140 mm로 변화시켰다. 그 후 $1100^{\circ}C$의 온도에서 100시간동안 유지하는 실험과 $1200^{\circ}C$의 온도에서 열충격을 가하는 싸이클을 3000회 반복하였다. 열내구성 시험동안 계면 박리는 일어나지 않았지만, 현저한 균열들이 코팅층 내에서 발견되었다. 균열밀도와 균열의 길이는 코팅도중의 분무거리에 의존하여 변화하였다. 열 내구성 시험 후, 압흔 시험을 통해 기계적 열화거동을 분석하였는데, 시험의 방식이나 조건들이 하중-변위 곡선의 거동에 영향을 주었다.