• Title/Summary/Keyword: 기계 마찰 부하

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Spatial Randomness of Fatigue Crack Growth Rate in Friction Stir Welded 7075-T651 Aluminum Alloy Welded Joints (Case of LT Orientation Specimen) (마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파율의 공간적 불규칙성 (LT 방향의 시험편에 대하여))

  • Jeong, Yeui Han;Kim, Seon Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.9
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    • pp.1109-1116
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    • 2013
  • This study aims to investigate the spatial randomness of fatigue crack growth rate for the friction stir welded (FSWed) 7075-T651 aluminum alloy joints. Our previous fatigue crack growth test data are adopted in this investigation. To clearly understand the spatial randomness of fatigue crack growth rate, fatigue crack growth tests were conducted under constant stress intensity factor range (SIFR) control testing. The experimental data were analyzed for two different materials-base metal (BM) and weld metal (WM)-to investigate the effects of spatial randomness of fatigue crack growth rate and material properties, the friction stir welded (FSWed) 7075-T651 aluminum alloy joints, namely weld metal (WM) and base metal (BM). The results showed that the variability, as evaluated by Weibull statistical analysis, of the WM is higher than that of the BM.

A study on the strength of mechanically fastened composite joint using the linear analysis (선형해석을 이용한 복합재료 기계적 체결부의 강도평가에 관한 연구)

  • Chun, Young-Jun;Choi, Jin-Ho;Kweon, Jin-Hwe;Lee, Sang-Chan
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.9
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    • pp.49-56
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    • 2004
  • With the wide application of fiber-reinforced composite material in aero-structures and mechanical parts, the design of composite joint have become a very important research area because they are often the weakest areas in composite structures. In this paper, the linear finite element analyses in which the pin of the composite joint was assumed to be the frictionless rigid body were performed and predict the strength of the mechanically fastened composite joint using the failure area index method. By the failure area index method, the strength of the mechanically fastened composite joint which has the specimen of different shape, hole size and stacking sequence could be predicted within 12.2%.

Effects of Postweld Aging Treatment on Rotary Bending Fatigue strength of Friction Welded Joints at Elevated Temperature (마찰 용접부의 고온 회전굽힘 피로 강도에 미치는 용접후 시효열처리의 영향에 관한 연구)

  • Oh, Sae Kyoo
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.7 no.2
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    • pp.36-49
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    • 1983
  • 최근 높은 경제성과 용접성의 우수성에 의한 마찰 용접의 응용에 있어서 내열.내식 재료가 개스터어빈, 기관, 핵 발전기등의 기계 부품 생산 공업에 널리 이용되고 있다. 따라서 이종내열 합금강의 마찰 용접된 부품을 이용함에 있어서 내식.내마모 및 용접성 뿐만 아니라 고온 피로 강도와 크리이프 강도 등의 복합 특성에 관한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 마르텐사이트계 실크롬 내열강과 오오스테나이트계 닉켈크롬 스테인레스강의 이종 내식.내열 합금강의 최적 용접조건하에서 마찰 용접된 후의 시효 열처리가 용접재의 700 .deg.C 고온 회전 굽힘 피로강도 특성에 미치는 영향에 관하여 실험과 강도해석에 의해 조사되었고 용접후의 용체화 처리와 시효 열처리법에 의한 내열강 마찰 용접강도 개선법을 개발코저한 것이다.

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Experimental Investigation of Fatigue Crack Growth Behavior in Friction Stir Welded 7075-T651 Aluminum Alloy Joints under Constant Stress Intensity Factor Range Control Testing (For LT Orientation Specimen) (일정 응력확대계수범위 제어 시험하의 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파 거동의 실험적 고찰 (LT 방향의 시험편에 대하여))

  • Jeong, Yeui Han;Kim, Seon Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.6
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    • pp.775-782
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    • 2013
  • In this study, as a series of studies aimed at investigating the spatial randomness of fatigue crack growth for friction stir welded (FSWed) 7075-T651 aluminum alloy joints, the fatigue crack growth behavior of FSWed 7075-T651 aluminum alloy joints was investigated for LT orientation specimens. Fatigue crack growth tests were conducted under constant stress intensity factor range (SIFR) control for 5 specimens of the FSWed 7075-T651 aluminum alloy, including base metal (BM), heat affected zone (HAZ), and weld metal (WM) specimens. The mean fatigue crack growth rate of WM specimens was found to be the highest, whereas that of HAZ and WM specimens was the lowest. Furthermore, the variability of fatigue crack growth rate was found to be the highest in WM specimens and lowest in BM specimens.

Study on microstructure and mechanical properties of friction stir welded 9% Ni steel (마찰교반접합된 9% Ni 강의 미세조직 및 기계적 특성에 관한 연구)

  • Choi, Don-Hyun;Ahn, Byung-Wook;Choi, Jung-Hyun;Lee, Chang-Yong;Yeon, Yun-Mo;Song, Keun;Lee, Jong-Seop;Jung, Seung-Boo
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.49-49
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    • 2009
  • 마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 최근 무공해 연료로 각광받고 있는 액화천연가스 (LNG)의 수요가 급증함에 따라 LNG 저장탱크 소재로 널리 사용되고 있는 9% Ni강의 수요 또한 증가하고 있는 상황이다. 하지만 9% Ni 강은 극저온용 소재로 용접부의 저온인성 ($-196^{\circ}C$)이 가장 중요하기 때문에 저온인성을 확보하고자 Inconel 계나 Hastelloy계 등의 니켈 기 합금을 용접재료로 사용하고 있으나 이러한 용접재료는 가격이 매우 고가이며 또한 용접 후 용접부의 강도가 낮다는 문제가 제기되고 있다. 또한 LNG 탱크 제작시 사용되는 용접법은 GTAW, SAW 및 SMAW 이지만 국내에서는 주로 SMAW에 의존하고 있는 실정인 관계로 보다 더 경제적인 용접 프로세스의 적용 가능성이 검토되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 4mm의 9% Ni 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전 속도 및 접합 속도를 고정한 상태에서 접합을 실시 하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$로 제작된 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도, 인장 강도 및 저은 충격 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

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Mechanical Properties of Friction Welded SM 45C-SF 45 Joints for Automobile Reverse Idle Gear Shaft Applications (자동차 후진기어용 축재(SM 45C-SF 45)의 이종마찰용접 특성)

  • Kong, Yu-Sik;Yun, Seong-Pil;Kim, Seon-Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.1
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    • pp.85-90
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    • 2010
  • Friction welding is a common practice to join axially symmetrical parts for automobile industry applications. The shaft for automobile reverse idle gear is generally produced by forging steel, SF 45. This method is not so good because of high cost of material and production. In this study, in order to investigate the possibility of application of SM 45C to SF 45 dissimilar friction welding, the dissimilar friction welded joints were performed using 20 mm diameter solid bar in forging steel(SF 45) to carbon steel(SM 45C). The optimal friction welding parameters were selected to ensure reliable quality welds on the basis of visual examination, tensile test, micro-Virkers hardness surveys of the bond of area and optical microstructure investigations for welded joint parts. Finally, post weld heat treatment(PWHT) of the high-frequency induction hardening was performed for the friction welded specimens under the optimal welding conditions. And then, the mechanical properties were compared for as-welded and PWHT in SM 45C to SF 45.

Microstructures in friction-stir welded Al 7075-T651 alloy (Al 7075의 마찰교반 용접부 미세조직에 관한 연구)

  • Jang, Seok-Ki;Lee, Don-Chool;Kim, Seong-Jong;Jeon, Jeong-Il
    • Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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    • 2005.06a
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    • pp.331-338
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    • 2005
  • The grain structure, dislocation density and second phase particles in various regions including the stir zone(SZ), thermo-mechanically affected zone(TMAZ), and heat affected zone(HAZ) of a friction stir weld 6.35mm thick aluminum 7075-T651 alloy were investigated and compared with the base metal. The microstruectures of nugget zone were compared according to tool rotation speeds and tool transition speeds. The hardness profiles of nugget zone were increased, while decreasing rotation speed and increasing welding speed. The optimal microstructure was gained at the low rotation speed 800rpm and th high welding speed 124mm/min. The nugget microstructures of fracture surface, transgranular dimple and quasicleavage type were showed different fracture type with the HAZ, shear fracture type.

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Dynamic Characteristic Analysis of Permanent Magnetic Actuator Applying Bearing Type Bushing (베어링 타입 부싱을 적용한 영구 자석형 조작기의 동작 특성 해석)

  • Kim, Tae-Yong;Kang, Jong-Ho;Choi, Sang-Min;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.04b
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    • pp.74-76
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    • 2006
  • 최근 중 저압용 진공 차단기의 구동 메커니즘으로 영구자석형 조작기(PMA)가 널리 사용되고 있다. 이는 모터 스프링이나 유압 및 공압식 등과 같은 기계식 메커니즘에 비해 성능과 신뢰성에서 우수함을 인정받고 있다. 그러나 기존 영구자석형 조작기에서는 가동자와 영구 자석 사이의 큰 마찰력으로 인한 에너지 손실과 차단부와의 연결 로드에서의 기계적 고장 및 파손이 유발될 수 있다. 본 논문에서는 가동자의 로드에 베어링 타입의 부싱을 장착한 모델을 제안함으로써 이 문제를 해결하고자 한다. 부싱을 이용하여 영구 자석과 가동자 사이의 공극을 확보함으로써 마찰을 감소시키고 기계적 안정성 및 동작 특성 향상을 기대할 수 있다. 유한요소법(FEM)과 시간차분법(TDM)을 이용하여 제안된 모델의 동작 특성을 해석하였고, 이를 기존 모델의 특성과 비교하여 그 우수성을 검증한다.

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A Study on fatigue Strength in the Friction Welded Joints of HSS-Co to SM55C Carbon Steel(I) (HSS-Co와 SM55C 이종 마찰용접재의 피로강도에 관한 연구(1))

  • 서창민;서덕영;이동재
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.19 no.4
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    • pp.918-928
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    • 1995
  • This paper deals with the various mechanical properties and fatigue strength in the FRW1 (friction welded interface) of high speed steel (HSS-Co) to SM55C through the tensile test, hardness test and fatigue test. The data of FRW specimens are also compared with those of the base materials (HSS-Co and SM55C steel). Three kinds of specimens used in this study are the friction welded joints, HSS-Co and SM55C carbon steel with circumferential notch, saw notch and smooth, respectively. It is confirmed that the applied welding conditions are optimum methods in order to minimize the heat affected zone (HAZ) and hardness distribution at the HAZ. The fatigue strengths at N = 10$^{6}$ cycles of smooth, circumferential notch and saw notch specimens in the FRW joints are about 299.2 MPa, 123.8 MPa and 247.5 MPA, respectively. The fatigue strength of the friction welded joints is almost equal to that of the SM55C carbon steel in the optimum welding conditions. The fatigue cracks initiated at the welded zone are propagated along the side of SM55C steel.

A Study on Mechanical Properties According to the Depth of Notch in SM20C Friction Welding Zone (SM20C 마찰용접부(摩擦鎔接部)의 노치 깊이에 따른 기계적(機械的) 성질(性質) 연구(硏究))

  • Lee, Se-Gyoung;Chung, Jun-Mo;Park, Chun-Bong;Min, Taeg-Ki
    • Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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    • v.16 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • The present study examined the mechanical properties of the friction welding zone of solid and hollow shafts made with SM20C according to the depth of the notch. Friction welding was conducted at welding conditions of 2,000 rpm, friction pressure of 60MPa, friction time of 1.4 seconds, upset pressure of 100MPa, and upset time of 2.0 seconds. In the tensile strength test, the tensile strength decreased as the depth of the notch increased. Tensile strength was moderately high when the depth of the notch was 2mm. The tensile strength of the welding zone increased as the friction revolution radius increased, because the latter led to the generation of adequate friction heat. According to the hardness test, hardness likewise increased as e friction revolution radius increased. In the bending test, the bend strength of the solid shaft decreased when the depth of the notch was 0-2mm but increased when the latter was 3-5mm. With regard to the hollow shaft, the bend strength drastically decreased when the depth of the notch was 3-4mm. Upon examination it was found that the microstructure became finer when the friction revolution radius increased.