섬유금속적층판의 모드 I 접합 거동 예측을 위한 Levenberg-Marquardt 기법 기반의 역해석 기법에 관한 수치적 연구

박으뜸 ( Eu-tteum Park ),이영헌 ( Youngheon Lee ),김정 ( Jeong Kim ),강범수 ( Beom-soo Kang ),송우진 ( Woojin Song ) 한국복합재료학회 2018 Composites research Vol.31 No.5

섬유금속적층판은 금속과 섬유 강화 복합소재를 함께 적층한 하이브리드 재료 중 하나다. 섬유금속적층판은 계면의 접착층이 파괴되는 층간분리 현상이 발생할 수 있기 때문에 계면의 접착층에 대한 한계응력과 에너지 해방률을 실험적으로 도출해야만 한다. 하지만, 온도에 따른 에너지 해방률을 실험적으로 도출하는 과정에서 측정 장비의 사용 온도에 대한 제약을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 Levenberg-Marquardt 기법을 기반한 역해석기법을 사용하여 접착층에 대한 모드 I 한계응력과 에너지 해방률에 대한 예측 가능성을 확인하는 것이 목표다. 먼저, 한계응력은 접착층의 인장강도와 같다고 가정하였으며, 에너지 해방률은 DCB 시험(double cantilever beamtest)을 수행하여 정의하였다. 또한, 유한요소법 기반 모델을 적용하여 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측할 수 있는 지 확인하였다. 그 후, Levenberg-Marquardt 기법을 유한요소법 기반 모델에 적용하여 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측하였다. 아울러, 본 연구에서 사용한 역해석 기법의 수렴성을 확보하기 위하여 두 가지 경우의 초기 매개변수에 대한 역해석을 추가적으로 수행하였다. 결과적으로, 본 연구에서 사용한 역해석 기법은 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 효과적으로 예측할 수 있음을 보였다. Fiber metal laminate (FML) is a type of hybrid composites which consist of metallic and fiber-reinforced plastic sheets. As the FML has a drawback of the delamination that is a failure of the interfacial adhesive layer, the nominal stresses and the energy release rates should be determined to identify the delamination behavior. However, it is difficult to derive the nominal stresses and the energy release rates since the operating temperature of the equipment is restricted. For this reason, the objective of this paper is to predict the mode-I nominal stress and the mode-I energy release rate of the adhesive layer using the inverse analysis based on the Levenberg-Marquardt method. First, the mode-I nominal stress was assumed as the tensile strength of the adhesive layer, and the mode-I energy release rate was obtained from the double cantilever beam test. Next, the finite element method was applied to predict the mode-I delamination behavior. Finally, the mode-I nominal stress and the mode-I energy release rate were predicted by the inverse analysis. In addition, the convergence of the parameters was validated by trying to input two cases of the initial parameters. Consequently, it is noted that the inverse analysis can predict the mode-I delamination behavior, and the two input parameters were converged to similar values.

모바일 클라우드 환경에서의 스마트폰1)데이터 백업 기법

박으뜸(Eu Tteum Park),김건우(Keonwoo Kim),엄영익(Young Ik Eom) 한국정보과학회 2012 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.39 No.2D

자동차 측면 도어의 섬유금속적층판을 적용한 임펙트 빔의 수치해석에 의한 성능 평가

박으뜸 ( Eu-tteum Park ),김정 ( Jeong Kim ),강범수 ( Beom-soo Kang ),송우진 ( Woo-jin Song ) 한국복합재료학회 2017 Composites research Vol.30 No.2

섬유금속적층판은 금속 판재와 섬유 강화 플라스틱을 적층한 하이브리드 소재 중 하나다. 섬유금속적층판은 부품 경량화 측면을 고려했을 시, 뛰어난 충격흡수능력을 가지고 있기 때문에 자동차 및 항공우주 산업에서 적용 및 연구를 진행하고 있는 추세다. 특히, 자동차의 측면 도어 임펙트 빔의 경우, 기존의 금속소재에서 복합재료로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 자동차의 측면 도어 임펙트 빔을 금속소재와 자기 강화형 폴리프로필렌을 적층한 섬유금속적층판으로 대체하는 것이 목표다. 3가지 종류의 임펙트 빔의 3점 굽힘 시험 수치해석을 통해 단면적 대비 굽힘 저항력의 크기를 비교하였다. 그 후, 제작 실현성을 고려하여 굽힘 저항력이 우수한 이중모자형 임펙트 빔을 순수 DP 980과 섬유금속적층판으로 제작하여 자동차 측면 도어에 설치된 모델을 상정하고 충돌 해석을 수행하였다. 결과적으로 섬유금속적층판을 사용한 임펙트 빔은 기존의 DP 980보다 무게 대비 충격 에너지 흡수 능력이 약 7배 높음을 알 수 있었다. The fiber metal laminate is a type of hybrid materials laminated thin metallic sheets with fiber reinforced plastic sheets. The laminate has been researched or applied in automotive and aerospace industries due to their outstanding impact absorbing performance in view of light weight aspect. Specially, the replacement of side-impact beam as the fiber reinforced plastic has been researched actively. The objective of this paper is the primitive investigation in the development of side-door impact beam using the fiber metal laminate. First, the three-point bending simulations were conducted to decide the shape of impact beam using the numerical analysis. Next, two cases impact beam (pure DP 980 and fiber metal laminate) were installed in the side-door, and then the bending tests (according to FMVSS 214S) were simulated using the numerical analysis. It is noted that the side-door impact beam can be replaced with the fiber metal laminate sufficiently based on the numerical analysis results.

국내 돼지오제스키병의 혈청학적 감시활동(surveillance)을 위한 표본크기

김으뜸,박선일,박최규,권창희,Kim, Eu-Tteum,Pak, Son-Il,Park, Choi-Kyu,Kweon, Chang-Hee 대한수의학회 2007 大韓獸醫學會誌 Vol.47 No.4

Serological surveillance programs in animal populations are becoming increasingly important to estimate prevalence of a specific disease and subsequently to document disease-free status in a region or a country. For these purposes, the programs need to be based on both theoretical and economical aspects from the designing phase. From Aujeszky's disease (AD)-eradication program point of view, group of animals (aggregates, herds) not individual animal is the more important sampling unit of concern. In this study the authors therefore attempted to compute an appropriate sample size tailored to a current surveillance program against AD, assuming that the goal of this program is either herd-level prevalence estimation or documentation of AD-freedom. For prevalence estimation, assuming a finite population with imperfect sensitivity (Se) and specificity (Sp) of ELISA kit for AD diagnosis, the number of herds present, expected herd prevalence, and desired accuracy for a certain level of confidence, sample size was estimated at herd-level in the first stage and individual animal-level in the second stage. A two-stage sampling design was used to calculate a sample size to indicate AD-freedom. In this instance, the computation was based on the possible detection of a predetermined prevalence at a certain herd-level Se and Sp. This study indicated that the sample size varied with predetermined confidence, tolerance, Se and Sp at herd- and animal-level, and within- and among-herd prevalence. In general, smaller sample size was required to estimate AD prevalence than to document of AD-freedom. Compared to individual-based samples, two-stage sampling strategy requires a larger sample size to show disease-freedom. Statistical considerations including herd-level test characteristics when designing surveillance program also are further discussed.

다구찌 기법을 적용한 섬유금속적층판 접착층의 에너지 해방률 강화에 대한 연구

길민규 ( Min-gyu Kil ),박으뜸 ( Eu-tteum Park ),송우진 ( Woo-jin Song ),강범수 ( Beom-soo Kang ) 한국복합재료학회 2016 Composites research Vol.29 No.5

섬유금속적층판은 우수한 피로특성, 내부식성, 충격저항 등으로 인하여 항공우주산업에서 널리 사용되고있다. 본 논문에서는 다구찌 기법을 사용하여 섬유금속적층판의 내부 에너지 해방률을 향상시킬 수 있는 공정 조건을 도출하는 절차에 대해 실험적 연구가 수행되었다. 내부 접착력 향상을 위한 제조공정을 도출하기 위해서, 표면처리, 접착필름의 용융점 유지시간 및 초기 압력이 서로 다르다는 조건하에서 제작한 시편들에 대해서 Double cantilever beam과 End-notched flexure 시험을 수행하였다. 시험으로부터 모드 I과 모드 II의 에너지 해방률을 측정한 후, 다구찌 기법의 망대특성에 의한 신호 잡음비를 비교하여 효율적인 제조공정을 도출하였다. The fiber metal laminates have been widely used at aerospace industry due to outstanding fatigue characteristic, corrosion resistance and impact resistance and so forth. The objective of this research is to establish the proper manufacturing variables for enhancing the interfacial energy release rate of fiber metal laminates using Taguchi method. The major variables of the manufacturing process are surface treatment, pre-specified temperature holding time and additional pressure. In order to determine the interfacial adhesive strength, the double cantilever beam and end-notched flexure tests were conducted. Afterward, Mode I and II energy release rates at various conditions were introduced signal-to-noise ratio with respect to each condition. Finally, the most efficient manufacturing variables are recognized using larger-the-better characteristic.

응집영역모델을 이용한 섬유금속적층판 접착층의 모드 1, 2 파괴 거동 물성평가

이병언 ( Byoung Eon Lee ),박으뜸 ( Eu Tteum Park ),고대철 ( Dae Cheol Ko ),강범수 ( Beom Soo Kang ),송우진 ( Woo Jin Song ) 한국복합재료학회 2016 Composites research Vol.29 No.2

섬유금속적층판과 같은 하이브리드 소재는 여러 방향의 하중에 의한 접착층의 파괴로 인해 층간분리가 발생할 수 있다. 모든 하중은 수직 방향의 응력과 면내 두 방향의 전단 응력으로 분해할 수 있으며, 이러한 하중은 접착층의 모드 I, II, III 파괴를 일으킨다. 따라서 하중에 의한 층간분리 현상을 예측하기 위해, 접착층의 모드별 임계 에너지 해방률을 도출하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 접착층의 모드 I 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 double cantilever beam 시험을 수행하였으며, 모드 II 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 end-notched flexure시험을 수행하였다. 또한, 실험으로부터 도출한 임계 에너지 해방률을 ABAQUS의 응집영역모델에 적용하여 유한요소해석을 수행하였으며, 실제 실험 결과와의 비교를 통해 층간분리 현상에 대한 수치해석 기법 적용의 유효성을 입증하였다. An understanding of the failure mechanisms of the adhesive layer is decisive in interpreting the performance of a particular adhesive joint because the delamination is one of the most common failure modes of the laminated composites such as the fiber metal laminates. The interface between different materials, which is the case between the metal and the composite layers in this study, can be loaded through a combination of fracture modes. All loads can be decomposed into peel stresses, perpendicular to the interface, and two in-plane shear stresses, leading to three basic fracture mode I, II and III. To determine the load causing the delamination growth, the energy release rate should be identified in corresponding criterion involving the critical energy release rate (GC) of the material. The critical energy release rate based on these three modes will be GIC, GIIC and GIIIC. In this study, to evaluate the fracture behaviors in the fracture mode I and II of the adhesive layer in fiber metal laminates, the double cantilever beam and the end-notched flexure tests were performed using the reference adhesive joints. Furthermore, it is confirmed that the experimental results of the adhesive fracture toughness can be applied by the comparison with the finite element analysis using cohesive zone model.

열가소성 복합재료를 기반한 섬유금속적층판의 충격 거동에 관한 실험 및 수치적 연구

이병언(Byoung-Eon Lee),강동식(Dong-Sik Kang),박으뜸(Eu-Tteum Park),김정(Jeong Kim),강범수(Beom-Soo Kang),송우진(Woo-Jin Song) 한국자동차공학회 2016 한국 자동차공학회논문집 Vol.24 No.5