• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.202-203
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• 2014

금형 내부의 마모를 줄이기 위한 경질 박막의 안정성 향상과 표면에 인가된 압축 잔류 응력이 고주기 피로 특성에 미치는 영향을 연구하기 위해 정밀 플라스틱 사출 금형강에 주로 사용되는 Fe-3.0%Ni-0.7%Cr-1.4%Mn-X강에 스크린 질화처리와 DLC 코팅을 시간과 단일, 복합처리의 변수를 두어 코팅하였다. PAPVD법으로 DLC($3{\mu}m$), 스크린 질화(3h, $50{\mu}m$)/DLC($3{\mu}m$) 코팅 후 고주기 피로 시험을 행하여 고주기 피로 특성을 평가하였다. 스크래치 시험, 마모 시험, 잔류응력 측정을 통해 질화 처리 여부에 따른 코팅의 안정성을 평가하였다. DLC, 스크린질화/DLC 코팅한 경우 압축 잔류 응력의 영향으로 모두 피로 수명이 향상되었고 스크린질화/DLC 코팅한 경우 그 향상폭은 더 컸다. 질화 처리 후 DLC 코팅한 경우 질화층은 버퍼레이어로 작용하여 코팅의 박리를 억제함을 확인하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.142.2-142.2
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• 2005

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.4
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• pp.300-304
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• 2001

Effect of Cd addition on the fatigue properties of Al-Cu-Mn cast alloy was investigated by low and high cycle fatigue tests. With increasing Cd content, fatigue life and tensile strength were increased. It was found that the fatigue strength was 115MPa and the fatigue ratio was 0.31. Metallographic observation revealed that the fatigue crack initiated at the surface and propagated along the grain boundary. This propagation path was attributed to the presence of PFZ along the grain boundary. The tensile strength increased from 330MPa in the Cd-free Al-Cu- Mn cast alloy to 401MPa in the 0.15%Cd-containing alloy.

• Journal of the KSME
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• v.55 no.2
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• pp.45-49
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• 2015

해석 및 측정 기술의 발전과 고내구성 소재 개발 등으로 인해 그동안 무한 수명으로 여겨져 왔던 천만 회의 피로수명을 넘어 운용되는 구조물들이 많아졌다. 이 글에서는 초고주기 피로현상과 이에 기초한 내구 설계의 개념 변화 및 시험법 등에 대해 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.8
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• pp.759-765
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• 2016

The PTO (Power Take-Off) shaft for aircraft, with welded construction using multiple thin membranes, was developed in the 1950s to improve the elasticity of the part. As it is lightweight, stable at high speeds, and has good flexibility, it is used in most of the fighter aircraft. It connects the AMAD (aircraft mounted accessory drive) gearbox with the EMAD (engine mounted accessory drive) gearbox and transmits the rotational power between them. It operates in the high speed range of 10,000-18,000 rpm. In this study, the safety of the PTO shaft made of Ti alloy was investigated using finite element analysis, and the ability to transmit power was demonstrated through a high-cycle fatigue test conducted in a laboratory. Further, the life of the ball joints of the aircraft under high-cycle fatigue test conditions was predicted, and the wear characteristics were analyzed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.240-244
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• 2017

Experimental verification in the rig test stage for component development is a vital link between the aeromechanical design and structural integrity validation process. Based on this premise, Non-Intrusive Stress Measuring System was adopted on the axial compressor test rig to measure the static and dynamic tip deflection of all blades by using tip-timing sensors. Through analyzing vibration characteristics, we evaluated the vibratory stresses seen on the blades fatigue critical location; detected synchronous resonances which are the source of High Cycle Fatigue (HCF) in blades; presented non-synchronous vibration response by aerodynamic excitation and individual blade mis-tuning patterns.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.4 no.1
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• pp.93-101
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• 2000

In a gas-turbine engine, fan blades in flow path are confronted with many kinds of loading. The study of the excited force by the wake of struts has proposed and the possibility of fatigue failure about rotating fan blades by the excited force at the steady state is evaluated. Equations of the excited force of wakes has been derived at the steady state and the maximum pressure distributions measured at the transient state are proposed. Dynamic characteristics and the fatigue strength of fan blades by experimental test were obtained. To evaluate HCF(High Cycle Fatigue) damage of fan blades, FEM analysis was performed with a steady state harmonic response, which was followed by high cycle fatigue damage factor from goodman diagram.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.6
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• pp.597-602
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• 2015

CrMo alloy steel was nitrided using two types of processing methods, ion-nitriding processing and nitrocarburizing. Both processes were conducted for a duration of 30 min. To compare the surface hardness of the alloys created by the different processes, microhardness tests were conducted, and fatigue tests of each material were performed by a cantilever rotary bending fatigue test machine (Yamamoto, YRB 200) in the very high cycle regime ($N>10^7cycle$). Fractography of the fractured surfaces was conducted by scanning electron microscopy - to observe the fracture mechanisms of very high cycle fatigue and the effect of the nitriding process on the fatigue characteristics.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.105-105
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• 2010

자동차 차체부품에 적용되는 플라스틱 소재는 강도와 내마모성, 내충격성의 충분한 물성확보가 필요하며, 이에 플라스틱 소재의 기계적 특성 향상을 위해 유리 섬유가 다량 함유된 복합소재적용이 증가하고 있다. 반면 플라스틱이 고강도화함에 따라 제품 성형을 위한 사출 금형을 손상시키는 사례가 빈번하게 발생하고, 소재의 유동성 저하에 따른 사출 불량이 증가하고 있어 고강성 플라스틱 복합소재에 대응하는 고경도, 고내마모 특성이 부여된 사출 금형의 개발이 시급한 실정이다. 특히 사출 금형에 사용되는 소재는 기존 소재에 비해 우수한 내마모성과 함께 고광택을 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 이에 따라 유럽, 일본과 국내 연구진에 의해 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 일본에서 개발되어 국내에도 소개된 래디칼 질화는 기존 질화법에 표면의 화합물 층만을 제어하는 것으로 다소의 표면 광택 효과는 있으나, 플라스틱 사출에 그대로 적용하기에는 무리가 따르므로 그 용도가 극히 제한적이다. 본 연구에서 적용한 나노 질화기술은 0.1torr 이하의 고진공에서 고밀도의 플라즈마 에너지를 발생시키는 방법으로 화합물층이 없는 나노 크기의 질화층을 소재 표면에 형성시키는 기술로서, 처리 후에도 표면의 색상 및 광택의 변화가 없는 것을 특징으로 한다. 또한 표면 경도 및 피로 특성을 향상시킴으로써 금형의 내구 수명을 향상시킬 것으로 기대된다. 본 연구에서는 KP4 금형 소재를 사용하여 플라즈마 이온 질화 시험 조건에 따른 소재의 경도 및 내마모 특성을 파악하고, 미세 조직 분석 및 XRD 분석 등을 통해 내마모 특성 향상에 대한 기본 특성을 평가하였다. 또한 인장시험을 통해 인장강도, 항복강도 및 연신율을 파악하고, 이를 토대로 고주기 피로시험을 실시함으로써 S-N curve를 얻고, 이를 통해 피로 강도 및 피로 수명에 미치는 나노 질화 처리의 영향을 파악하고자 하였다. 플라즈마 이온 질화 시험은 질소와 수소 비율($N_2:H_2$), 진공도, Screen bias voltage, Bias voltage를 변화시켰으며, 챔버 온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였으며, 처리시간도 3시간으로 고정하였다. 질소와 수소의 비율은 3:1일 때 최고의 내마모 특성을 보였으며, 진공도는 내마모 특성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. KP4의 초기 경도값은 약 302 Hv인 반면 최적의 나노 질화처리를 거친 시편에서는 800Hv 이상의 Vickers 경도값을 보였다. SEM 미세조직 분석과 EPMA를 통한 성분 분석을 시행한 결과 표층으로부터 약 $1.5{\mu}m$의 나노질화층을 확인할 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.10
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• pp.1181-1187
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• 2012

For the fatigue design of aircraft landing gear, the safe-life approach is applied. Structural defects such as cracks or detrimental deformations should not occur under the fatigue load spectrum depicting the entire lifetime usage of the aircraft. In the design phase, the fatigue life of the landing gear is estimated analytically by adopting the stress-based approach because the fatigue of aircraft landing gear is generally high-cycle fatigue. This utilizes S-N curves that are factored to produce design curves that account for the scatter and surface finish of the material. In the test and evaluation phases, a fatigue test should be conducted for full-scale landing gear to substantiate the fatigue design requirement in the end. In this study, the procedure for the fatigue test and evaluation of aircraft landing gear is presented with real application cases.