• 한국가스학회지
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• 제10권3호
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• pp.34-40
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• 2006

본 논문은 LPG 충전노즐의 밀봉성능에 밀접한 관련을 맺고 있는 구형 그루브와 도브테일 그루브에 장착된 O-링의 최적화 설계를 위해 수행된 연구이다. O-링 그루브에 대한 최적설계 해석결과를 얻기 위해 비선형 유한요소해석 프로그램 MARC와 다구찌 설계법을 이용하였다. O-링을 최적의 조건으로 설치할 수 있도록 설계하기 위해 4개의 그루브 모델과 3개의 소재를 고려하였다. 그루브의 설계 파라미터로 폴리머 소재, 그루브의 깊이와 폭, O-링의 직경을 선정하였다. FEM 해석결과에 의하면, 최적설계에 가장 큰 영향을 미치는 기여도는 O-링의 직경과 소재특성으로 그루브의 폭, 깊이, 압축률에 비하여 높다는 사실을 알 수 있다. 가스 공급압력 1.764MPa에 적합한 O-링을 안전하게 설치되어야 할구형 그루브는 모델 3이, 그리고 도브테일 그루브는 모델 4가 가장 우수한 것으로 해석되었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.40-40
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• 2010

산업현장에서는 파이프 또는 탱크류의 1GR용접에서 안정적인 이면비드를 가지는 루트패스 용접을 위해 2~3mm의 루트갭을 띄우고 용접봉 또는 필러와이어를 사용하는 TIG용접을 주로 한다. TIG용접은 고품질의 이면비드가 얻어지며, 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있어 루트패스 용접에 많이 사용되고 있지만, 루트갭을 띄우면 이면비드는 잘 얻어지지만 용착금속량이 많아지게 되어 제작원가가 상승되고, 또한 소모성 와이어를 사용하는 GMAW에 비해 생산성이 낮다. 따라서, 안정적인 이면비드를 가지면서 생산성이 높은 1GR GMAW 루트패스 용접공정의 개발이 요구되지만, 이 경우도 루트갭이 2~3mm로 정해져 있으면 Fit-up공정에서 공수가 많이 필요하므로 근본적으로 루트갭이 없는 그루브에 대한 루트패스 용접이 더 바람직하다. 본 연구에서는 루트면 2.7mm를 가지는 U-그루브의 갭 없는 루트패스 용접에서 안정적인 이면비드가 형성되는 조건을 검토하기 위해 2.7t의 평판에 대하여 경사상진 각을 주고 기초 실험 후, U-그루브 맞대기 용접 실험을 진행하였다. 이 때, 경사상진 각은 용융금속이 중력으로 인해 아크 후방으로 밀리게 되고, 그로 인해 아크가 모재에 직접 닿게 되어 용입이 더 깊게되므로, 이면비드의 형성에 더 유리하다. 두께 2.7t의 연강 시편 2개를 갭 없는 I-그루브 맞대기 이음에서 Ǿ1.2 연강 솔리드 와이어를 사용하여 GMAW용접을 실시하였고, 용접전류, 용접속도, 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수를 변경하여 각 조건에 대한 이면비드를 관찰하였다. 그 결과 경사상진 각 $25^{\circ}$, 전류 200A, 위빙폭 3mm, 위빙주파수 3Hz의 조건에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 또한, 현장에서 Fit-up중 발생할 수 있는 루트갭의 문제에 대하여 루트갭 1.2mm의 I-그루브 맞대기 용접에서 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수는 갭 없이 실시한 실험에서 얻어진 가장 안정적인 결과를 사용하였고, 용접 전류, 용접 속도를 변경하여 이면비드를 관찰하였다, 그 결과 갭이 없을 때보다 약 80A 낮은 전류 조건인 120A에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 앞선 실험들을 기초로 하여 U-그루브 맞대기 용접을 실시 하였고, I-그루브 맞대기 용접에서 사용한 조건들과 유사한 용접 전류, 용접 속도에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1641-1646
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• 2011

자기연마공정은 유동성이 높은 연마입자를 활용하기 때문에 곡면 및 그루브 형상에도 적용이 가능한 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 제 2세대 자기연마법을 활용하여 그루브 형상에 대한 자기연마가공 특성을 평가하여, 이를 향후 연료전지 채널과 같은 3차원 형상의 자기연마에 활용하고자 한다. 실험은 최대 1.5mm 깊이의 그루브에 대해 자기연마가공 후 슬롯부 및 랜드부의 표면거칠기 변화를 관찰하였다. 그 결과 랜드부의 길이가 증가하고 그루브의 깊이가 깊어질수록 랜드부의 표면거칠기 향상정도는 높아졌다. 또한 슬롯부의 표면거칠기 향상정도는 랜드부와 슬롯부의 길이비가 증가하고 그루브의 깊이가 깊어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 마지막으로 자기연마가공을 통해서 그루브의 형상에는 큰 변화없이, 그루브의 모서리에 생성된 버를 효과적으로 제거할 수 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2004년도 요약집 춘계학술발표대회
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• pp.150.1-150.1
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• 2004

• 한국기계가공학회지
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• 제13권2호
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• pp.28-34
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• 2014

A non-contact type measurement system is specially devised to measure the width of a piston ring groove in the grinding process. This system comprises a line camera with an imaging lens, collimated white light source, and a one axis translation stage. When the measurement system movesalong the diagonal direction of the cylinder, the line camera captures an image. By analyzing such images, the width of the piston ring groove can be determined. The experimental results prove that the proposed system is useful, especially as a monitoring system in grinding piston ring grooves on cylinders with accuracy of several micrometers in an area of dozens of millimeters.

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.51-57
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• 2003

본 논문에서는 압력용기의 밀봉성과 밀접한 관계를 맺고 있는 O-링 그루브 형상의 온도분포와 변형거동 특성에 대한 연구를 수행하고자 한다. 압력용기에 작용하는 온도는 히터에 의해 가열되고, 압력은 가스 압축기에 의해 가압된다. 결국, 압력용기는 제한된 작업기간동 안 높은 압력과 높은 온도를 유지해야 한다 이러한 작동조건에서 압력용기의 가스는 구형 그루브에 설치된 두 개의 O-링에 의해 대기중으로 누출되지 말아야 한다. 유한요소해석 결과에 의하면, 압력용기의 밀봉성을 확보하기 위해서는 메탈 시일 소재의 열적, 기계적 특성이 대단히 우수해야 한다는 사실을 지적하고 있다 즉, 메탈 시일 소재는 높은 열전도 계수와 낮은 기계적 강도를 유지해야 밀봉성을 유지하는데 유리하다. 이러한 소재는 O-링을 설치하는 구형 그루브의 밀봉간극이나 그루브의 폭을 줄여줄 수 있기 때문에 압력용기의 밀봉특성을 향상시키게 된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제55권4호
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• pp.361-371
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• 2017

목적: 마이크로그루브 상 인간치은섬유아세포의 유전자발현감식을 DNA microarray를 이용하여 연구하는 것이다. 재료 및 방법: Grade II 티타늄 시편을 이용하여 표면에 마이크로그루브(폭/깊이: $60{\mu}m/10{\mu}m$, E60/10)를 형성하고 불산으로 산에칭하여 실험군으로 사용하였다. 표면처리를 하지 않은 평활한 티타늄 표면(NE0)을 대조군으로 사용하였다. 실험군과 대조군에 인간치은섬유아세포를 배양한 후 total RNA를 추출하였다. Oligonucleotide microarray를 시행하여 실험군과 대조군 간 다양한 유전자 발현량의 변화를 확인하였다. KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway analysis를 통해 DNA chip의 발현 결과를 mapping하여 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 pathway 수준에서 파악하였다. 결과: E60/10 마이크로그루브 표면과 NE0 표면에 대한 유전자 발현량 비교분석 결과, NE0 표면에 비하여 E60/10 마이크로그루브 표면에서 1.5배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 123개, 2배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 19개였다. 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 KEGG pathway analysis를 통하여 확인하였고, 다양한 유전자 발현 결과들 중 대표적인 세포접착, 증식, 활성 관련 세포신호전달을 규명하였다. 결론: 마이크로그루브 표면은 다양한 유전자 발현 변화를 유도하고 관련 세포신호 전달을 유도한다. 본 연구의 결과에 따라서, 마이크로그루브는 유전자 발현 변화 및 세포신호 전달 활성화 등을 통한 세포활성도 증진을 필요로 하는 다양한 생체재료들의 표면으로 사용될 수 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제53권3호
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• pp.198-206
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• 2015

목적: 다양한 크기의 마이크로그루브가 형성된 티타늄 표면에 열산화 처리를 한 복합 표면의 표면특성을 규명하고, 인간치주인대세포 배양 시 표면에 따른 다양한 세포행동들간 차이와 상관관계를 분석하고자 하였다. 재료 및 방법: Grade II 티타늄 디스크를 시편으로 제작하였다. 포토리소그라피를 이용하여 티타늄 시편의 마이크로그루브 크기를 폭/깊이 $0/0{{\mu}m}$, $15/3.5{{\mu}m}$, $30/10{{\mu}m}$, $60/10{{\mu}m}$로 각각 형성하였다. 평활한 티타늄 표면인 대조군(ST)을 제외한 모든 실험군(ST/TO, Gr15-TO, Gr30-TO, Gr60-TO)에 $700^{\circ}C$에서 3시간동안 열산화 처리하고, 주사현미경 사진을 사용하여 표면특성을 평가하였다. 인간치주인대세포를 배양한 후 BrdU (Bromdeoxyuridine) 실험, 알칼리성 인산가수분해효소 활성 실험, 세포외 칼슘 침착 실험을 통해 세포접착, 세포분화 및 골광화를 평가하였다. 통계분석으로는 일요인분산분석과 피어슨상관관계분석(SPSS version 17.0)을 사용하였다. 결과: 열산화를 동반한 마이크로그루브가 형성된 실험군(Gr15-TO, Gr30-TO, Gr60-TO)들은 평활한 대조군(ST)과 단순 열산화 처리 실험군(ST-TO)에 비하여 BrdU 실험, 알칼리성 인산가수분해효소 활성 실험, 세포 외 칼슘 침착 실험 모두에서 유의하게 증가된 활성도를 나타내었다. 특히, Gr60-TO군은 대조군 및 Gr15-TO, Gr30-TO, Gr60-TO 군 등에 비해 가장 증진된 세포접착 및 골아세포분화/골광화를 나타냈다. 결론: 본 연구의 한계 내에서, 열산화 처리 및 마이크로그루브 복합 티타늄 표면은 골아세포분화에 효과적 방법임이 확인되었다. 본 연구에서 규명 된 적정한 마이크로그루브 크기와 열산화 처리 조건은 마이크로그루브-열산화 복합 표면 티타늄 임플란트 개발의 기초 확립에 기여할 수 있을 것이다.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권4호
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• pp.193-198
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• 2020

Fluid film bearings are among the best devices used for overcoming friction and reducing wear. Surface texturing is a new surface treatment technique used for processing grooves and dimples on the lubricated surface, and it helps to minimize friction further and improve the wear resistance. In several studies, parallel surfaces, such as thrust bearings and mechanical face seals, have been investigated, but most sliding bearings have a convergent film shape. This paper presents the third part of a recent study and focuses on the effect of the groove shape on the lubrication performance of inclined slider bearings, following the two previous papers on the effects of the groove position and depth. We adopted the continuity and Navier - Stokes equations to conduct numerical analyses using FLUENT, which is a commercial computational fluid dynamics code. The groove shape adopted in the numerical analysis is rectangular and triangular, and its depth is varied. The results show that the streamlines, pressure distributions, and groove shape significantly influence the lubrication performance of the inclined slider bearing. For both shapes, the load-carrying capacity (LCC) is maximum near the groove depth, where vortices occur. In the shallow grooves, the LCC of the rectangular shape is higher, but in deeper grooves, that of the triangular shape is higher. The deeper the rectangular groove, the higher the decrease in the frictional force. The results of this study can be used as design data for various sliding bearings.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권6호
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• pp.376-381
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• 2019

Surface texturing is widely applied to reduce friction and improve the reliability of machine elements. Despite extensive theoretical studies to date, most research has been limited to parallel thrust bearings, mechanical face seals, piston rings, etc. However, most sliding bearings have a convergent film shape in the sliding direction and the hydrodynamic pressure is mainly generated by the wedge action. The results of surface texturing on inclined slider bearings are largely insufficient. This paper is the first part of a recent study focusing on the effect of the groove position on the lubrication performances of inclined slider bearings. We model a slider bearing with one rectangular groove on a fixed pad and analyze the continuity and Navier-Stokes equations using a commercial computational fluid dynamics (CFD) code, FLUENT. The results show that the film convergence ratio and the groove position have a significant influence on the pressure and velocity distributions. There are groove positions to maximize the supporting load with the film convergence ratio and the groove reduces the frictional force acting on the slider. Therefore, the proper groove position not only improves the load-carrying capacity of the slider bearings but also reduces its frictional loss. The present results apply to various surface-textured sliding bearings and can lead to further studies.