• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.23-23
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• 2010

마찰교반접합(Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 일정한 속도로 회전하는 툴이 재료내부에 삽입 되면서 툴과 재료사이에서 마찰열이 발생하여 연화된 재료와 접합 툴 사이에서의 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적다는 장점이 있다. 마찰교반접합은 기존의 저융점 재료에 관한 접합을 넘어서 최근에는 철계 합금, 타이타늄 합금, 니켈계 합금 등 고융점 재료에서의 적용에 관한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 마찰교반접합을 이용하여 위와 같은 강한 재료를 접합하기 위해서는 내구성이 갖추어진 툴이 반드시 수반된다. 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강은 염화물의 농도가 높은 부식 환경에 적용되는 소재로서, 공식(pitting corrosion) 및 틈부식 (crevice corrosion)에 대한 내식성을 높이기 위하여 Mo의 함량을 6%로 낮추고 20~25% Cr과 Ni을 첨가하여 사용된다. 이러한 고합금의 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강은 여타 내식성 합금에 비하여 내식성이 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 최근 SO2 배출에 대하여 규제가 강화되면서 화력 발전소용 탈황 설비 중 일부 장비에서 6% Mo가 첨가된 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강의 사용이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 $Si_3N_4$ 툴을 사용하여 Mo이 6% 첨가된 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강인 1925hMo강을 마찰교반접합하였다. 툴 회전속도 (200rpm, 300rpm, 460rpm, 700rpm)를 변수로 하여 접합을 실시하였다. 접합 후 외관상태를 점검하였으며 광학현미경 (optical microscope)과 주사전자현미경 (scanning electron microscope)을 사용하여 미세조직 관찰을 하였으며 경도 및 인장강도 측정 등의 실험을 통하여 접합부의 기계적 특성을 평가하였다. 그 후 이러한 결과를 통하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.12
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• pp.679-684
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• 2017

Friction Stir Welding is a metal welding technique, in which friction heat between a welding tool and a welding material is used to weld parts at temperatures below the melting point of a material. In this study, the temperature and velocity changes in a magnesium alloy (AZ31) during the welding process were analyzed by computational flow dynamics technique while welding the material using a friction stir welding technique. For the analysis, the modeling and analysis were carried out using Fluent as a fluid analysis tool. First, the welding material was assumed to be a temperature-dependent Newtonian fluid with high viscosity, and the rotation region and the stationary region were simulated separately to consider the rotational flow generated by the rotation of the welding tool having a helical groove. The interface between the welding tool and welding material was given the friction and slip boundary conditions and the heat transfer effect to the welding tool was considered. Overall, the velocity and temperature characteristics of the welded material according to time can be understood from the results of transient analysis through the above flow analysis modeling.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.19 no.1
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• pp.173-180
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• 2003

In spite of its potential importance in the assessment of geosynthetic-related dynamic problems, no serious attempt has yet been made to investigate a probable dependence of dynamic friction resistance of the geosynthetic interface on shear displacement rate. Hence, an experimental study of geosynthetics was carried out on a shaking table, and the relationship between dynamic friction resistance and shear displacement rate of geosynthetic interfaces was investigated. A cyclic, displacement rate-controlled experimental setup was used. The subsequent multiple rate tests showed that interfaces that involve geotextiles have such unique shearing characteristics that shear strengths tend to increase with displacement rate. In contrast, once submerged with water, the shear strength appears to be no longer dependent on the displacement rate, partly due to lubrication effect of water trapped inside the interface. The results of the experimental study can be used in the seismic safety assessment of a landfill cover and slope where the geosynthetic materials are exposed to a relatively low normal stress.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.2
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• pp.7-13
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• 2019

This study aims to develop a FE Model to simulate dissimilar friction stir welding and to address its potential for fundamental analysis and practical applications. The FE model is based on Coupled Eulerian-Lagrangian approach. Multiphysics systems are calculated using explicit time integration algorithm, and heat generations by friction and inelastic heat conversion as well as heat transfer through the bottom surface are included. Using the developed model, friction stir welding between an Al6061T6 plate and an AZ61 plate were simulated. Three simulations are carried out varying the welding parameters. The model is capable of predicting the temperature and plastic strain fields and the distribution of void. The simulation results showed that temperature was generally greater in Mg plates and that, as a rotation speed increase, not the maximum temperature of Mg plate increased, but did the temperature of Al plate. In addition, the model could predict flash defects, however, the prediction of void near the welding tool was not satisfactory. Since the model includes the complex physics closely occurring during FSW, the model possibly analyze a lot of phenomena hard to discovered by experiments. However, practical applications may be limited due to huge simulation time.

• Tribology and Lubricants
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• v.10 no.2
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• pp.5-19
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• 1994

일반적으로 상대운동을 하는 모든 물체에는 마찰이 존재하며 각 경우에 상응하는 적절한 윤활을 하고 있지만 마모(Wear)는 필연적으로 발생된다. 마찰 부위에 형성되는 마모정도에 따라 경 마모(Mild Wear), 평 마모(Normal Wear), 중 마모(Severe Wear) 등이 발생되며 이로인해 윤활유 속에는 다량의 마모 입자들이 존재하게 됨으로써 마모를 가속시키는 요인으로 작용하여 손상(Failure)의 원인이 되기도 한다. 마찰부위의 마모 및 손상은 엔진에서도 마찬가지로 그 수명 및 성능과 관계가 있고 경제적인 문제와 직결되므로 상세한 분석 및 평가가 요망된다. 또한 엔진 설계 및 원활한 작동유지를 위해서 정확한 마모 예측과 그 평가방법이 요구된다. 이를 토대로 엔진 손상을 미연에 방지할 수 있으며, 실제 설계과정에 마모정도를 고려한 가장 최적의 설계인자를 제공할 수 있다고 본다. 본 논문에서는 손상부위에서 발생가능한 여러가지 마모형태를 분류하여 그 특징을 정리하였고, 이를 바탕으로 실제 엔진의 마모 및 손상 등의 평가에 적용할 수 있는 엔진의 부품별 평가자료를 만드는데 주안점을 두었다.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 1999.03b
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• pp.265-268
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• 1999

열간 박판 압연공정에서의 압연하중 압연동력을 실시간으로 계산할 수 있는 모델식을 유한요소 해석결과들을 이용하여 개발하였다 압연하중 압연동력값 결정에 비교적 큰 영향을 주는 인자들로는 형상계수 압하률, 률직경 률속도 스트립 입측온도, 탄소함량, 마찰계수들은 이론적으로 계산이 가능한 무마찰의 균일 평면 변형유 압축공정의 금형하중(F、) 동력 (P、)식을 도입함으로써 내삽모델식에서 제외시킬수 있었다 쿨롱마찰계수($\mu$) 0.3 일 경우의 유한요소해석 결과 데이터들을 내삽법(interpolation)을 통해서 다항식 형태로 {{{{ {F } over {F、 } }}}}, {{{{ { {P }_{f } } over { {P }_{d } } }}}}, {{{{ { {P }_{d } } over { {P }^{、 } } }}}} 식들을 구하였다 마찰계수에 따른{{{{ {F } over {F、 } }}}} {{{{ {P } over { {P }^{、 } } }}}}값의 변화는 형상계수에 따라 기울기가 결정되는 직선 형태로 나타내어짐을 유한요소해석 결과로부터 관찰 할 수 있었다. 이와같이 구한 압연하중 압연동력 모델식의 유효성을 검증하기 위해 무작위로 추출한 실제공정들에서 모델식으로 계산한 압연하중 압연동력 값들을 유한요소해석결과와 서로 비교해 보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.194-194
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• 1999

다이아몬드 박막은 결정립에 의해 심한 표면 거칠기를 나타낸다. 루비를 상대재료로 사용하여 하중 50g, 50rpm의 회전속도로 마모시험을 하였으며 마모 track의 직경은 100mm였다. 마찰계수는 0.5에서 계속 감소하며 0.1이하에서 안정한 상태를 유지하게 된다. 이 다이아몬드 박막위에 저마찰재료로 알려진 PTFE를 타겟으로 RF로 증착한 후 같은 조건으로 마모시험을 행하면 마찰계수가 초기부터 일정하게 유지할 수 있게 된다. 반면에 MoS2박막이 증착된 경우에는 완만한 마찰계수의 감소가 나타난다. 이러한 변화의 원인으로는 DLC 박막에서 보고되고 있는 바와 같이 다이아몬드의 sp3 결합구조가 마모시험중 흑연화하여 sp2 결합구조로 변하기 때문인 것인지 살펴보기 위하여 micro Raman을 통하여 마모 track을 분석하였고 AFM을 통하여 표면거칠기 변화와 표면 스크래치 발생 여부를 살펴보았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.7 no.1
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• pp.23-33
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• 1983

경제성과 압접성능의 우수성 때문에 일반 산업기계, 방위산업기계 및 우주항공기계등의 부품생산에 응용되고 있는 마찰 용접에 있어서, 현재 주 관심사 중의 하나는 용접강도에 대한 신뢰성 높은 공정중 비파괴 검출이며 이들의 실용화를 위한 정량적 해석이다. 그러나 이러한 연구는 아직 개발 완성되지 못하고 있다. 본 연구에서는, AE법에 의한 용접강도의 공정중 비파괴적 QC시스템 개발을 최종 목적으로 한 설계자료를 얻기 위하여, 이종강의 봉과 봉, 관과 관의 마찰용접강도와 AE 총누적량에 용접조건이 미치는 영향이 실험적으로 조사되었고, 회전 속도를 매개 변수로 하여 용접강도와 AE 총누적량과의 정량관계가 수립되었다.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.14 no.5
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• pp.407-413
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• 1986

In an agitated bead reaction system, the enzymatic saccharification of uncooked starch was substantially enhanced. The enhancement mechanism was investigated front the view of the structural aspect of starch. The mechanical impact caused by the movement of the attrition-milling media resulted neither the destruction of microcrystalline structure nor the fragmentation of starch granule. instead, the most distinct phenomenon was the swelling of starch granule up to about 2.5 times, and the swelling mechanism was not similar with that caused by cooking. However, in the case of the enzyme addition in the attrition coupled reaction system, the swollen starch was easily fragmented into the large number of small particles by the synergistic action of the enzyme and milling-media. The exposed surface area of the fragmented particles plays the major role in enhancing the saccharification. The saccharification rate was quite different depending on the source of starch, the reason was discussed in terms of the granular structure of uncooked starches.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.23 no.4
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• pp.329-340
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• 2013

A geologic survey of the Bukpyeong and Pohang basins, as candidate basins for the geological storage of $CO_2$, was performed to evaluate storage capacity and security. To analyze the mechanical stability of the storage reservoir and cap rocks, we measured the porosity, seismic velocity, uniaxial strength, internal frictional angle, and Young's modulus of core samples recovered from the two basins. It is costly and sometimes impossible to conduct tests over the entire range of drill holes, and continuous logging data do not yield the mechanical parameters directly. In this study, to derive the mechanical properties of geologic formations from the geophysical logging data, we determined the empirical relations between the physical properties (seismic velocity, porosity, and dynamic modulus) and the mechanical properties (uniaxial strength, internal friction angle) of the core samples. From the comparison with our core test data, the best fits to the two basins were selected from the relations suggested in previous studies. The relations between uniaxial strength, Young's modulus, and porosity of samples from the Bukpyeong and Pohang basins are more consistent with certain rock types than with the locality of the basins. The relations between the physical and mechanical properties were used to estimate the mechanical rock properties of geologic formations from seismic logging data. We expect that the mechanical properties could also be used as input data for a modeling study to understand the mechanical instability of rock formations prior to $CO_2$ injection.