유한요소해석을 이용한 초음파나노표면개질 표면잔류응력 예측

석태현 서울과학기술대학교 2023 국내석사

본 연구에서는 초음파나노표면개질 공정에 따라 표면에 형성되는 표면잔류응력을 유한요소해석으로 예측하기 위한 해석방법론을 제안 및 검증하였으며 제안한 해석방법론을 적용하여 초음파나노표면개질 공정변수에 따른 표면잔류응력 변화를 예측하였다. 초음파나노표면개질은 피닝 기술 중 하나로 재료 표면에 높은 압축잔류응력을 형성한다. 재료 표면에 형성된 높은 압축잔류응력은 재료 표면의 균열 개시 및 진전을 억제하고 피로 수명을 증진시키는 등 구조건전성에 긍정적인 영향을 미친다. 초음파나노표면개질에 의해 발생하는 압축잔류응력 크기 및 깊이에 대한 분석은 구조건전성 효과 분석을 위해 필수적이며 이를 위해 실험 또는 유한요소해석이 활용된다. 이 중 실험을 통한 방법은 상당한 시간 및 비용의 소모가 요구되므로 경제적이지 못하다. 이에 유한요소해석을 통한 초음파나노표면개질 공정에 따른 압축잔류응력 분석 연구가 수행되고 있으나 각각의 연구에서 공정에 의한 하중을 정의하는 방법이 상이하고 충분한 검증이 수행되지 않았다. 본 연구에서는 초음파나노표면개질 공정에 따른 압축잔류응력을 분석하기 위한 해석방법론을 제안하였다. 초음파나노표면개질 공정에서 발생하는 하중을 모사하기 위해 등가변위 개념을 제안 및 적용하였으며 실험과 비교하여 제안한 등가변위를 검증하였다. 초음파나노표면개질 공정에 따른 높은 변형률 속도를 고려하기 위한 재료 모델을 선정 및 적용하였고 유한요소모델을 작성하였다. 두 재료에 대하여 유한요소해석을 수행하여 깊이에 따른 압축잔류응력을 계산하였으며 실험결과와 비교하여 제안한 해석방법론을 검증하였다. 검증된 해석방법론을 적용하여 초음파나노표면개질 공정변수에 따른 표면 압축잔류응력 변화를 분석하였다. 정하중, 진폭, 이송 속도, 줄 간격을 고려하였으며 이송 속도와 줄 간격은 타격 간 중첩되는 비율을 나타내는 중첩비 관점으로 분석하였다. 본 연구로부터 초음파나노표면개질 공정을 모사하기 위한 해석방법론이 제안 및 검증되었으며 초음파나노표면개질 공정변수에 따른 표면잔류응력이 분석되었다. 본 연구의 결과물은 추후 초음파나노표면개질 공정변수를 선정하는데 도움이 될 것으로 판단되며 추후 실 구조물에 대한 해석방법론을 정립하는데 활용 가능할 것으로 판단된다. This study proposed and validated an finite element analysis(FEA) methodology for predicting the surface residual stress generated on the surface according to the ultrasonic nanocrystal surface modification(UNSM) process. Moreover, the variations of surface residual stress according to the UNSM process variables were predicted by applying the proposed FEA methodology. UNSM is one of the peening techniques and generates high compressive residual stress on the surface. The high compressive residual stress generated on the material surface suppresses crack initiation and propagation, and improves the fatigue life. Quantitative analysis of the magnitude and effective depth of compressive residual stress generated by UNSM is essential for structural integrity evaluation. Experiments and FEA are used to quantitatively analyze compressive residual stress, but the experiments require considerable time and cost. Therefore, studies on predicting compressive residual stress according to the UNSM process through FEA are being conducted, but the methods proposed in each study are different and validation is not sufficient. In this study, an FEA methodology for predicting the compressive residual stress according to the UNSM process was proposed. To simulate the load generated by the UNSM process, the equivalent displacement was proposed and applied, and validated through comparison with the experimental results. A material model was applied to consider the high strain rate according to the UNSM process. A finite element model was generated based on the sensitivity analysis result of previous study. The finite element analyses were performed for the two materials to calculate the compressive residual stress according to the depth, and the proposed FEA methodology was validated by comparing it with the experimental results. Surface compressive residual stress variations according to UNSM process variables were analyzed by applying a validated FEA methodology. Static load, amplitude, feed rate and line interval were considered as process variables. The feed rate and line interval were analyzed in terms of the overlapping ratio. From this study, an FEA methodology for simulating the UNSM process was proposed and validated, and surface residual stresses were predicted according to the UNSM process variables. The results of this study are expected to be helpful in determining the UNSM process variables, and can be used to develop the FEA methodology for real structures in the future.

금융지주회사가 은행자회사의 수익성과 건전성에 미치는 영향

석태현 부산대학교 2009 국내석사

After introduction of the financial holding company, banks converting their system into financial bank holding company with expecting positive impact. Among the Woori financial holding company(2001), Shinhan financial holding company(2001), Hana financial holding company(2005), KB financial holding company(2008), this thesis is to analyse the profitability and stability about Woori Bank, Shinhan Bank and Hana Bank. The results show every bank has different profitability and stability. In case of Shinhan Bank, after converting financial holding company it has negative effect on profitability and stability. In case of Woori Bank, after converting financial holding company it has positive effect on profitability and stability. In case of Hana Bank, after converting financial holding company it has positive effect on NIM and BIS, negative effect on STB, no effect on ROA, ROE. This is because of the short of financial holding company introduction history and systemic base, which causes no synergies. So we should improve the legal and regulatory environment of financial holding company. In the last, discusses means to improve long-term investment and diversifying businesses about Finance, Securities, Futures, Insurance and non-commercial banking businesses sector. 금융지주회사제도 도입이 은행자회사의 수익성과 건전성에 어떠한 영향을 미쳤는가를 회귀모형을 통해 분석해 본 결과 금융지주회사별 은행자회사간의 다소 차이가 나타나는 것으로 분석 되었다. 즉 신한은행의 경우에는 금융지주회사 전환 후 자회사인 신한은행의 수익성 및 건전성 모든 부분에 부정적인 영향을 미친 것으로 분석 되었고, 우리은행은 수익성 및 건전성 모든 부분에서 긍정적인 것으로 분석 되었다. 하나은행은 수익성인 NIM에는 긍정적인 영향이 있었고 ROA, ROE에는 현재까지 아무런 영향을 미치지 않은 것으로 분석 되었다. 또한 건전성인 BIS자기자본비율에는 긍정적 영향이 있었고 STB에는 부정적 영향을 미친 것으로 분석 되었다. 즉 금융지주회사제도의 도입이 은행의 수익성인 총자산순이익률(ROA)과 자기자본순이익률(ROE), 그리고 순이자마진(NIM)이 개선될 것이라는 가설 Ⅰ과 금융지주회사제도의 도입이 은행의 건전성 지표인 대손충당금적립비율(STB)과 BIS자기자본비율 개선에 영향을 미칠 것이라는 가설 Ⅱ는 현재까지 금융지주회사별 은행자회사별로 그 영향이 다르며 금융지주회사 도입으로 은행자회사의 수익성과 건전성이 무조건 개선된다고 할 수는 없을 것이다. 이상의 결과를 분석해 보면 아직 우리나라는 금융지주회사 제도의 도입 역사가 8년으로 다소 짧으며 아직 제도적인 기반이 미약하여 금융지주회사제도의 도입 후 시너지 효과가 크게 발생하고 있지 않기 때문이다. 앞에서도 살펴본 바와 같이 금융지주회사를 통해 동일 지역간의 불필요한 지점 정리, 고객정보 및 유통망을 공유하여 규모의 경제 효과를 창출하여야 하나 아직까지 자회사간 활발한 연계성이 부족하여 시너지 효과가 부족하다. 그리고 우리나라의 금융지주회사는 은행에 너무 집중되어 있다는 문제점이 있다. 금융지주회사는 회사 내 사업의 다각화를 통해 자회사간의 교차판매, 공동마케팅, 다양한 금융상품 판매 등 범위의 경제를 실현할 수 있다는 이점이 있으나 현재 우리나라의 금융지주회사는 은행이 80%∼90% 이상 차지하고 있기 때문에 소규모 비은행자회사를 편입하더라도 이러한 자회사간의 연계를 통한 시너지 효과가 많이 부족한 것이 현실이다. 즉 우리의 금융지주회사는 은행 중심의 지주회사의 형태는 띄고 있는바 은행도 전통적인 수익원천인 예대업무에만 의존해서는 성장에 한계가 있다. 그래서 금융지주회사내 증권, 보험 등 비은행부분에 대한 장기적인 투자와 사업 다각화를 통해 비이자부문의 수익원 창출에 노력해야 한다.

낮은 산소 분압에서 YBa₂Cu₃O₇-δ 화합물의 상안정도

석태현 서울대학교 대학원 2016 국내석사

본 연구에서는 YBCO 비정질 전구체 막을 이용하여 1 – 900 mTorr 낮은 산소 분압 하에서 YBa2Cu3O7-δ (YBCO) 화합물의 상안정도를 실험적으로 정확하게 규명하고자 하였다. 본 연구를 위하여 YBCO 비정질 전구체 막은 펄스레이저 증착법(pulsed laser deposition: PLD)을 이용해 200 C 로 유지된 LaAlO3 (LAO) (001) 단결정 기판 위에 증착하였다. 증착된 전구체 막을 시편으로 사용하여 릴투릴(reel-to-reel)기능이 있는 석영관 퍼니스 안에서 다양한 온도, 낮은 산소 분압에서 어닐링하여 상을 형성시킨 후, 상온으로 급냉한 시편의 상과 미세구조를 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저1 – 200 mTorr의 산소 분압 조건에서 실험적으로 결정된 YBCO 안정 영역과 불안정 영역의 상경계선을 최소자승법을 사용해 Log PO2 (Torr) = 9.787 – 11,783/T (K) 의 관계식을 얻을 수 있었다. 아울러, YBCO의 상안정 영역의 경계에서는 YBCO  Y2O3 + YBa3Cu2O6.5 (Y132) + Liquid (L)의 삼원계 포정반응(ternery peritectic reaction)이 일어나는 것을 확인하였다. 다음으로 250 – 900 mTorr 영역의 보다 높은 산소 분압 영역에서는 YBCO의 상경계선은 Log PO2 (Torr) = 12.67 – 15,276/T (K) 의 관계식으로 나타낼 수 있었다. 이 영역의 상경계선에서는 YBCO  Y2BaCuO5 (Y211) + Y132 + L 의 삼원계 포정반응이 일어난다는 것을 규명하였다. 이러한 결과는 기존에 Driscoll 등[20] 에 의해 보고된 상경계선의 위치와 조금 다를 뿐 아니라 고온 분해상은 250 – 500 mTorr 의 산소 분압 영역에서만 일치하고 다른 산소 분압 영역에서는 매우 상이하다. 500 mTorr 이상의 산소 분압 영역에서 그들은 YBCO  Y211 + L 의 의사이원계 포정반응(pseudobinary peritectic reaction)을 제시한 반면에, 본 연구결과는 250 – 500 mTorr 영역의 경우와 마찬가지로 삼원계 포정반응 (ternary peritectic reaction)에 의한 Y211 + Y132 + L 의 분해상을 보인다. 250 mTorr 이하의 영역에서도 그들은 약 100 mTorr를 경계로 그 이하에서는 YBCO  Y211 + Y132 + BaCu2O2 (Solid), 그 이상에서는 YBCO  Y211 + Y132 + BaCu2O2 (Liquid) 의 삼원계 포정반응(ternary peritectic reaction)이라 보고한 반면 본 연구결과는 Y2O3 + Y132 + L 의 분해상을 보인다. YBCO 결정질 분말의 경우 YBCO 상분해시 발생되는 산소가스가 시편 밖으로의 방출이 어려워 분해생성물이 주어진 산소 분압에서 비평형상을 형성할 수 있는데 반하여, YBCO 비정질 박막을 시편으로 사용하는 경우 산소가스 방출 문제를 피할 수 있으므로 본 연구에서 규명한 YBCO 의 상안정도가 신뢰할 만한 것으로 사료된다.