• Journal of Welding and Joining
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• 제28권6호
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• pp.70-75
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• 2010

This study intends to investigate the weldability and mechanical characteristics of butt weld joints by LAFSW for dissimilar materials (Al6061-T6 and SS400). At optimum welding conditions, the tensile strength of dissimilar materials joints made by FSW is found to be lower than that of LAFSW. Due to the increase in plastic flow and formation of finer recrystallized grains at the TMAZ and SZ by laser preheating in LAFSW, the hardness in LAFSW appeared to be higher than that of FSW. Compared with FSW, finer grain size is observed and elongated grains in parent metal are deformed in the same direction around the nugget zone in TMAZ of Al6061-T6 by LAFSW. Whereas, at weld nugget zone, coarse grain size is appeared in LAFSW compared to FSW, which is owing to more plastic flow due to laser preheating effect. In dissimilar materials joints by LAFSW, ductile mode of fracture is found to occur at Al6061 side with fewer brittle particles. Mixed mode of cleavage area and ductile fracture is observed at SS400 side.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권2호
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• pp.12-20
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• 2024

초소형 위성체의 태생적 공간 제약으로 탑재 전장품은 발사진동환경 하 구조건전성 확보를 위한 보강설계 적용에 한계가 존재하며, 피로파괴에 취약한 고집적 소자의 실장으로 고신뢰도의 평가기법이 요구된다. 종래 전장품 구조건전성 평가를 위해 Steinberg 피로파괴 이론이 적용되고 있으나 최근 연구들에서 이론적 한계점들이 보고되고 있다. 본 논문에서는 상기 이론의 한계점을 극복한 임계변형률 이론기반 방법론을 적용하여 초소형 SAR 군집위성 S-STEP(Small SAR Technology Experimental Project)의 X대역 SAR 탑재체 구성품 중 DCU(Digital Control Unit)를 설계하였다. 설계 유효성 검증을 위해 단순화된 모델링 기법을 기반으로 모드 해석, 랜덤 해석을 수행하였다. 적용한 방법론을 기반으로 해석 결과분석 및 안전여유 도출과 발사진동환경시험 전후 기능시험을 통해 최종적으로 전장품의 구조건전성이 확보됨을 입증하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.109-111
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• 2004

20 vol.$\%$ SiC를 포함한 두 층간의 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 나노 복합재료는$\alpha$ $-Si_3N_4$,13 nm 크기의 나노탄소 분말 그리고 $5\;wt$\%\;Y_2O_3$의 분말로 두 단계 소결을 통하여 제작된다. $Si_3N_4$ 입계 사이의 결합은 소결 후 변하지 않고 남은 compact와 $51\~62\%$의 기공으로 얻어진 표면적 사이의 반응에 의해 생성된다. 이 연구에서는 Ti 합금을 SiC 층에 브레이징을 이용하여 제작하고 기계적 특성을 연구하였다. 다양한 변형율과 결합물의 강도, 변형율 증가에 따른 층간 변화를 연구하였다. 층간 파괴 형태는 금속과 브레이징 합금 사이의 파괴, 세라믹과 브레이징 합금 사이의 파괴, 그리고 세라믹 내부에서의 파괴를 보였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.199-204
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• 2010

전통공법에서는 주로 소나무를 수가공하여 구조부재로 사용하고 있다. 주먹장 접합(이음, 맞춤)은 일반 가구나 구조부재의 접합에 사용되고 있으며, 수가공이나 간단한 기계가공에 의해 쉽게 가공할 수 있는 이점이 있다. 비록 외관상 선형적인 가공이 주를 이루지만, 손쉬운 짜맞춤이 될 수 있어야 하는 고도의 가공정밀성이 요구된다. 더욱이, 장부와 장부받이는 틈새없는 긴결한 접합이 이루어져야 한다. 주먹장접합부에 대한 과학적인 연구는 체계적으로 수행된 예가 많지 않으므로 전통공법과 국산재 활용이라는 관점에서 낙엽송집성재를 기계가공하여 이용하였다. 통주먹장이음 접합부의 인장성능을 파악하기 위하여 150 mm 정각 낙엽송 집성재를 사용하였으며, 내력성능에 영향을 끼치는 주먹장의 다양한 기하학적 요소(장부 너비, 길이, 각도)에 대해 조사하였다. 보강목을 설치하지 않은 시험편은 장부받이(장부홈)의 모서리부에서 할렬이 발생하며 내력도 낮게 나타났다. 기둥머리의 화통맞춤 및 주두와 같은 상황을 고려한 보강시험편은 최대인장내력에서 2배 이상의 성능을 발휘하였다. 장부의 적정각도는 25도 수준이었으며, 어깨폭의 변화와는 상관성이 없는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.395-403
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• 2006

최근 건설되는 강교량은 지간의 장대화 및 교량으로서의 기능은 물론이고 외적 조형미, 유지관리, 공사기간과 수명주기 비용 등을고려한 구조적 단순함을 요한다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 극후판이나 TMCP 강과 같은 고성능 강의 사용이 요구된다. TMCP (Thermo-Mechanical Control Proces)법에 의해 제조되는 TMCP 강은 탄소당량이 적고, 조직이 미세하며, 강도 및 인성이 좋다. 최근에는 인장강도 60MPa급의 고강도 TMCP 강인 SM570-TMC 강이 개발되어 토목구조물에 일부 적용되고 있으며, 점차 그 영역을 확장하려는 추세에 있다. 하지만 이러한 고강도 TMCP 강을 강구조물에 적용하기 위해서는 그 재료적 특성뿐만 아니라 용접 시 발생하는 접합부의 역학적 특징을 명확히 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 고온인장실험을 통해서 SM570-TMC 강의 고온시의 기 계적 특성을 조사하였고, 이를 잔류응력 특징을 명확히 하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제31권2호
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• pp.26-29
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• 2013

마찰교반용접(FSW) 및 마찰교반처리(FSP) 기술 관련 국제 심포지움인 'Friction Stir Welding & Processing VII'에서 발표된 연구논문의 내용을 토대로 아래와 같이 최신 연구개발 동향을 정리하였다. ${\cdot}$ 알루미늄합금과 마그네슘합금의 경량금속에 대한 마찰교반용접이 주류를 이루었던 과거와 달리 최근에는 구조용 연강, 고강도강, 초내열합금 및 타이타늄 합금 등의 고융점 금속재료에 대한 마찰교반용접 공정기술 및 툴의 개발이 수행되고 있다. ${\cdot}$ 주조재 표면 조직의 균질화 및 나노 사이즈의 초미세 결정립 조직을 얻기 위한 개질(改質)을 비롯하여 CNTs 및 Graphene 등의 첨단 탄소소재를 판재의 표면에 코팅 또는 판재 내부에 분산시켜 금속기 나노탄소복합재(MMNCC: Metal Matrix Nano Carbon Composites)의 제조 및 기계적 특성 향상을 목적으로 하는 FSP 관련 연구가 다각적으로 수행되고 있다. ${\cdot}$ 마찰교반용접 공정 중의 접합부의 형성 및 금속유동(Metal flow)에 대한 모델링(Modeling) 관련 연구가 다수 진행되고 있으며, 수학적 해석 및 실시간 모니터링을 통한 연구가 의욕적으로 진행되고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.593-601
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• 2001

철근콘크리트구조에서 철근의 인장력이 발휘되기 위해서는 적절한 정착길이 또는 갈고리가 필요하다. 그런데, 접합부와 같이 배근이 집중되는 곳이나 대구경 고강도철근이 필요한 경우 정착을 위한 정착길이나 갈고리의 제작 및 배근작업이 어려우며 콘크리트의 충진성도 저하될 수 있다. 또한 갈고리부분의 과도한 응력집중으로 국부적인 지압파괴나 slip이 발생될 우려도 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안으로 정착판을 철근 단부에 부착한 기계적 정착공법이 제안되고 있다. 본 연구는 기계적 정착공법의 기초가 되는 정착장치의 요구성능과 정착설계법을 고찰하고 인발실험를 통해 정착장치의 앵커기능을 확인하고자 한다 인발실험 결과, 본 연구에서 설계된 정착장치는 앵커로써의 기능을 적절히 발휘하여 기존 CCD 이론식과 매우 근접한 내력을 발휘하였다 철근항복내력 이상의 정착내력을 지니는 경우, 항복하중까지 콘크리트에 아무런 손상이 발생되지 않았으며, 정착판 후미에서 콘크리트와의 상대변위는 0.2mm이하로 콘크리트에 손상을 유발시키지 않을 것으로 판단되었다. 따라서, 본 연구의 설계과정으로 제작된 기계적 정착장치를 통해 콘크리트에 유해한 손상 없이 필요한 정착내력을 확보할 수 있다. 그러나, 철근간 간격이 좁아 파괴면이 중첩되는 경우에는 정착내력이 크게 저하되어, 순수한 콘크리트 내력만으로 기계적 정착설계가 이루어지는 경우 상당한 매립깊이가 요구된다. 따라서, 실제 구조물의 정착설계를 위해서는 인접부재와의 골조거동(frame action)에 따른 구속효과와 전단보강근의 영향을 고려할 필요가 있다. 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1055-1060
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• 2016

레이저 용접은 고밀도 용접법 중에 하나로 기존 용접방법에 비해 적은 입열로 깊은 용입과 빠른 용접속도를 얻을 수 있다. 연속 출력 파형 레이저 용접 시 입열량은 레이저 출력 및 용접속도에 의해 결정된다. 본 연구에서는 파이버 레이저를 사용하여 두께 0.5 mm의 순 티타늄 박판에 비드 및 겹치기 용접을 실시하였으며 레이저 출력 및 용접속도에 따른 용접성을 평가하였다. 레이저 출력 및 용접속도에 따른 용입깊이, 비드폭, 접합길이, 비드형상을 관찰하고 인장전단시험을 통해 기계적인 특성을 파악하였다. 실험결과, 겹치기 용접은 $P_L=0.5kW$, ${\nu}=2.5m/min$과 $P_L=1.5kW$, ${\nu}=6m/min$ 조건에서 양호한 접합길이를 가진 용접부를 얻을 수 있었으며, 용접부는 고출력보다 저출력 조건일 때 더 우수한 연성을 나타냈다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.29-35
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• 1999

접촉하는 두 물체 사이의 접합부에서는 국북적인 응력집중현상이 발생하여 기계 구조물의 마멸이나 파손의 직접적인 원인이 된다. 기존의 방법들은 복잡한 수식 처리와 반복 계산 때문에 접촉특성에 따라서 해석하기에 어려움이 많았다. 본 논문에서는 마찰이 있는 접촉문제를 반복계산 없이 효과적으로 해석하기 위해서 선형상보성 접촉조건과 가상일의 원리로부터 접촉요소를 개발하여 이를 사용한 유한요소 해석발법을 제안하였다. 연구결과로 평면 및 곡면 접촉문제나 다물체 접촉문제를 기존의 해석방법에 비해 훨씬 편리하고 정확하게 접촉현상을 규명할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.143-144
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 40% 이상의 광변환 효율로 많은 주목을 받고 있다[1]. 삼중 접합 태양전지의 하부 셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용된다. Ge위에 성장될 III-V족 단결정막으로서 Ge과 격자상수가 일치하는 GaInP나 GaAs가 적합하고, 성장 중 V족 원소의 열확산으로 인해 Ge과 pn접합을 형성하게 된다. 이때 GaInP의 P의 경우 GaAs의 As보다 확산계수가 낮아 태양전지 변환효율향상에 유리한 얇은 접합 형성이 가능하고, 표면 에칭효과가 적기 때문에 GaInP를 단결정막으로 선택하여 p-type Ge기판 위 성장으로 단일접합 Ge구조 제작이 가능하다. 하지만 이종접합 구조 성장으로 인해 발생한 계면사이의 전위나 미세결함들이 결정막내부에 존재하게 되며 이러한 결함들은 광학소자 응용 시 비발광 센터로 작용할 뿐 아니라 소자의 누설전류를 증가시키는 원인으로 작용하여 태양전지 변환효율을 감소시키게 된다. 이에 결함감소를 통해 소자의 전기적 특성을 향상시키고자 수소 열처리나 플라즈마 공정을 통해 수소 원자를 박막내부로 확산시키고, 계면이나 박막 내 결함들과 결합시킴으로서 결함들의 비활성화를 유도하는 연구가 많이 진행되어 왔다 [2][3]. 하지만, 격자불일치를 갖는 GaInP/Ge 구조에 대한 수소 열처리 및 불순물 준위의 거동에 대한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Ga0.45In0.55P/Ge구조에 수소 열처리 공정을 적용을 통하여 단결정막 내부 및 계면에서의 결함밀도를 제어하고 이를 통해 태양 전지의 변환효율을 향상시키고자 한다. <111> 방향으로 $6^{\circ}C$기울어진 p-type Ge(100) 기판 위에 유기금속화학증착법 (MOCVD)을 통해 Si이 도핑된 200 nm의 n-type GaInP층을 성장하여 Ge과 단일접합 n-p 구조를 제작하였다. 제작된 GaInP/Ge구조를 furnace에서 250도에서 90~150분간 시간변화를 주어 수소열처리 공정을 진행하였다. 저온 photoluminescence를 통해 GaInP층의 광학적 특성 변화를 관찰한 결과, 1.872 eV에서 free-exciton peak과 1.761 eV에서 Si 도펀트 saturation에 의해 발생된 D-A (Donor to Acceptor)천이로 판단되는 peak을 검출할 수 있었다. 수소 열처리 시간이 증가함에 따라 free-exciton peak 세기 증가와 반가폭 감소를 확인하였고, D-A peak이 사라지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 수소 열처리에 따른 단결정막 내부의 수소원자들이 얕은 불순물(shallow impurity) 들로 작용하는 도펀트들이나, 깊은 준위결함(deep level defect)으로 작용하는 계면근처의 전위, 미세결함들과의 결합으로 결함 비활성화를 야기해 발광세기와 결정질 향상효과를 보인 것으로 판단된다. 본 발표에서는 상술한 결과를 바탕으로 한 수소 열처리를 통한 박막 및 계면에서의 결함준위의 거동에 대한 광분석 결과가 논의될 것이다.