• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.121-121
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• 2009

자동차는 코너 주행 시 In-corner와 Out-corner 의 바퀴 궤적이 달라지므로, 특별한 장치가 없이 좌우 구동 측의 바퀴가 같은 속도로 회전을 하게 되면 정상적인 주행이 불가능하다. 따라서 정상적인 코너 주행이 가능 하려면, 코너 안쪽 바퀴보다 바깥쪽 바퀴가 더 빨리 회전해야 하며 이러한 회전 차를 보상받지 못할 경우 바깥쪽 바퀴가 끌리는 현상이 발생하는데 이를 방지하기 위해 디퍼렌셜 기어가 필요하다. 현재 디퍼렌셜 기어는 디퍼렌셜 케이스와 링기어를 볼트로 체결하는 조립 공법을 통해 생산되고 있다. 하지만 볼트 체결 공법은 조립을 위한 볼트와 볼트 체결을 위한 플랜지와 볼팅을 위한 홀을 가공하는 공정이 필요하기 때문에 재료비 절감 및 생산 효율 향상에 매우 불리하고 볼트체결을 위한 부분 때문에 불필요한 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기계적 체결 방식을 레이저 용접 방식으로 대체하여 재료비를 절감하고 무게 저감을 통해 주행성능을 향상시키고자 하였다. 링기어의 소재는 침탄처리강(SCM420H)이며 디퍼렌셜 케이스의 소재는 주철(GCD500)을 사용하고 있다. 주철은 용접시 용접부와 열영향부에서 마르텐사이트 조직과 레데브라이트, 시멘타이트 조직이 생성되며 고탄소 모재의 탄소 확산으로 인한 부분 혼합영역에서 탄소 합금이 생성되어 균열이 발생하는 등 용접성이 매우 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 주철의 난용접성을 해결하는 방법으로는 고탄소 모재 용접시 발생하는 탄소의 확산을 억제하거나 예열이나 후열 처리를 통한 냉각 속도의 제어하는 방법과 오스테나이트 안정화 원소를 첨가한 필러와이어를 사용하여 용접시 마르텐사이트와 시멘타이트의 성장을 방해하는 방법 등이 이용되고 있다. 본 연구에서는 예열처리나 후열처리를 통한 주철의 용접법은 대량 생산을 통한 원가절감을 노리는 자동차 업계의 특성에 비추어 볼 때 비용이나 프로세스 구성 면에서 적용하는 것이 어려울 것이라 판단하여 Ni-base filler metal을 통한 주철의 용접법을 선택하였고 그 결과 실차에 적용하기 위한 비틀림 강성 테스트나 내구 테스트는 통과하였으나 NVH 테스트 결과 볼팅 체결 방식에 비하여 소음이 커지는 문제가 발생하고 링기어의 HAZ부가 고경화 되는 문제가 발생하였다. 때문에 용입깊이를 초기 시제품인 5mm에서 4mm로 변경시켜 입열량 감소 및 용접변형을 줄여 소음 문제를 해결하고자 하였으며 링기어의 침탄층을 1mm 절삭하여 링기어 HAZ부의 고경화 문제를 해결하고자 하였다. 이러한 용접 구조 변경이 용접변형 및 강성과 피로에 미치는 영향력을 알아보고자 용접 및 열처리 상용 소프트웨어인 SYSWELD, 구조해석 상용소프트웨어인 NX_NASTRAN, 피로 해석 상용 소프트웨어인 FEMFAT을 이용하여 시뮬레이션 하였고 실제 구조 변경한 용접 시제품과 비교, 분석하였다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.23 no.4
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• pp.241-248
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• 2022

Shear Reinforcement of Dual Anchorage(SRD) is used to reinforce the safety of reinforced concrete structures at construction sites. Welding is used to make shear reinforcement, and welding plays an important role in determining productivity and competitiveness of products. Therefore, a weld bead detection inspection is required. In this paper, we suggest an algorithm for inspecting welding beads using image data of welding beads. First, the proposed algorithm calculates a brightness value in a vertical direction in an image, and then divides a welding bead in a vertical direction by finding a position corresponding to a 50% height point of the brightness value distribution in the image. The welding bead area is also divided in the same way for the horizontal direction, and then the segmentation image is analyzed if there is a welding bead. The proposed algorithm reduced the amount of computation by performing analysis after specifying the region of interest. In addition, accuracy could be improved by using all brightness values in the vertical and horizontal directions using the difference of brightness between the base metal and the welding bead region in the SRD image. The experiment compared the analysis results using five algorithms, such as K-mean and K-neighborhood, as a method to detect if there is a welding bead, and the experimental result proved that the proposed algorithm was the most accurate.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.23 no.5
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• pp.429-438
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• 2003

The effects of fiber orientation on acoustic emission(AE) characteristics have been studied for the unidirectional and satin-weave, continuous glass-fiber reinforced plastic(UD-GFRP and SW-GFRP) tensile specimens. Reflection and transmission optical microscopy was used for investigation of the damage zone of specimens. AE signals were classified as different types by using short time fourier transform(STFT) : AE signals with high intensity and high frequency band were due to fiber fracture, while weak AE signals with low frequency band were due to matrix and interfacial cracking. The feature in the rate of hit-events having high amplitudes showed a process of fiber breakages, which expressed the characteristic fracture processes of individual fiber-reinforced plastics with different fiber orientations and with different notching directions. As a consequence, the fracture behavior of the continuous GFRP could be monitored as nondestructive evaluation(NDE) through the AE technique.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.5 no.1
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• pp.1-8
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• 2014

The purpose of this paper was to evaluate the fatigue life to apply the vibration fatigue analysis considering the stiffness change of the spot welding due to fatigue damage accumulation. For this, the mechanical and fatigue properties of base and spot welded standard specimens were obtained through the tensile and constant amplitude fatigue test. The transfer function of the spot-welded structure was obtained from the frequency response analysis and fatigue analyisis was performed under the condition of PSD=0.11. A vibration fatigue analysis that considered changes in the frequency response due to the fatigue damage that is, failure of some wleding point was conducted on spot-welded structure. The fatigue life of the spot-welded structure was determined by combining the transfer function, the S-N curve of the tensile-shear spot-welded joint and the input PSD.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.40 no.6
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• pp.504-509
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• 2016

Production processes of double wall bellows can be roughly categorized into two steps. In the first step, inner and outer bellows are made of STS316L in austenite stainless steel due to their excellent formability and corrosion resistance. In the second step, the double wall bellows are manufactured using the welding method with both the inner and outer bellows. The microstructure and defects of each weldment are observed to ensure the reliability of bellows since weldment is a highly vulnerable part, which can crack and fracture when bellows are formed or used. In this study, optimum welding conditions were derived from the analysis of microstructure and inspection of weldment of bellows that were produced using various welding procedure. Moreover, the mechanical properties were evaluated through hardness measurement of substrate, weldment and the heat-affected zone.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.13-13
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• 2010

개요- 반도체 시장의 확대 및 소자의 고집적화와 장비의 초정밀화 등 고정도 생산성을 요구하는 현대 진공산업 시장에서는 정밀한 제품을 대량으로 생산할 수 있도록 지원할 수 있는 대용량 장비의 수요가 급증하고 있다. 서론- 하루가 다르게 발전하는 기술 경쟁 사회에서는 보다 성능이 좋은 제품을 다른 국가 또는 다른 업체와 차별화된 기술적 우위를 선점해야 한다. 본문-이에따라, 고신뢰도, 고생산성이 요구되는 진공산업 시장에 발맞추기 위한 일환으로 크라이오 펌프의 재생시간을 단축시켜 생산성 향상을 높이고, 기존의 제품에서 소비자가 느꼈던 진동을 최소로 줄일 수 있도록 저진동 제품의 설계를 통한 고객 만족의 제품을 개발함과 동시에, 맥동관 냉동기의 기술상업화를 꾀한 극저온기술 영역의 발전을 함께 도모하고자 한다. 현재까지는 국내의 일부 정부출연 연구소와 학교, 일부 특수산업 분야에서만 크라이오 펌프를 사용하고 있으나, 상업적인 설계 및 생산은 완전히 전무한 상태이다. 이는 진공시장의 잠재적인 성장을 고려할 때 국산화가 시급한 상황이다. 이러한, 상황을 고려하여 현재 기계연구원과 우성진공, 국민대학교가 맥동관 냉동기를 접목시킨 급속재생형 저진동 크라이오 펌프를 지난 2008년부터 산학연 협동으로 개발 진행 중에 있다. 크라이오 펌프의 핵심 기술은 냉동기의 효율에 있다고 볼 수 있으며, 이러한 냉동기의 효과를 높이기 위하여, 제작 공정에 진공 브레이징을 사용하여, 열교환기와 교환기 내의 충진재들과의 정확한 간극을 유지하면서 접합을 할 수 있는 환경요건을 지속적인 실험을 통해 지식을 습득하고 있다. 진공 브레이징은 외관을 아름답고 정교하게 접합할 수 있으므로, 추후 상품으로의 가치를 높일 수 있으며, 서로 다른 이종금속 간의 접합이 가능하여 열교환기의 무산소동과 스테인레스 튜브와의 접합을 가능하게 할 수 있었다. 진공브레이징에 쓰이는 모재는 여러가지가 있으며, 접합의 환경 또한 일반 용접보다 다양하므로 여러번의 실험을 통한다면, 성능은 우수하면서 외관으로 손색이 없는 개발품이 나올수 있겠다는 의견이 모아지고 있는 중이다. 본론- 아직까지는 미국의 CTI사나 일본의 ULVAC 등의 크라이오 펌프의 선진 기업에 비해 기술력이 많이 부족하기는 하지만, 아직 많은 부분이 미개발된 분야이고, 향후 후발국과의 차별을 두어 선진기술을 확보하기 위해서는 기존의 방식을 단순히 따라하는 것이 아닌 남들과 다른 원천기술의 확보가 더 필요하며, 이를 위해 부단한 노력과 시행착오를 거쳐 맥동관 냉동기형 크라이오 펌프라는 기술을 확보할 예정이다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.14-14
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• 2009

자동차 차체와 같은 박판을 접합하기 위해서 인버터 DC 저항 점 용접공정은 매우 널리 사용되어지고 있다. 이는 교류 용접에 비해 적은 전류로 용접이 가능하고, 더 넓은 적정 용접 영역을 가지며, 보다 적은 전극마모를 가지는 인버터 DC 저항 점용접의 특성에 기인한다. 아울러 최근에는 파워 소자와 같은 인버터 구성에 필요한 구성 요소의 가격이 낮아져, 전반적으로 용접기의 가격이 하락하였고, 구성 장치에 대한 신뢰성이 증가하였으며, 기존보다 전력의 사용량이 감소하여 인버터 DC 저항점 용접공정의 사용이 더욱 증가하고 있는 상황이다. 또한 차량의 경량화에 대한 요구가 증가함에 따라 고 장력 강판의 적용이 확대되고 있다. 이러한 재료의 우수한 용접을 위해 인버터 DC 저항 점 용접시스템의 개발이 더욱 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 인버터 DC 저항 점용접 시스템을 구성하더라도 모재의 특성이 전류 파형에 영향을 주게 되어, 정 전류 제어가 적용되지 못하면 전류 파형이 불안정해지게 되고 원하는 전류가 발생되지 않게 되어 스패터가 발생하거나, 용접 품질에 영향을 줄 수 있게 된다. 본 연구에서는 인버터 DC 저항 점용접 시스템을 구성하고, 정 전류의 제어를 위한 퍼지 제어 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 퍼지제어기의 환산 계수를 최적화하기 위해서 유전 알고리즘을 적용하였으며, 실험에는 고장력강을 대상으로 정 전류 용접 공정을 수행하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.7
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• pp.667-672
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• 2016

This study presents results of an experimental investigation of the laser-arc, hybrid, butt welding process of SS400 structural steel. Welding parameters including laser power, welding current and speed were varied in order to obtain one-pass, full-penetration welds without defects. The conditions that resulted in optimal beads were identified. After welding, hardness measurements and microstructure observations were carried out in order to study weld properties. The mechanical properties of both the base material and welded specimen were compared based on the results of tensile strength measurements. The yield and tensile strengths were found to be similar.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.3
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• pp.405-412
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• 2013

This paper reports the steady-state stresses within the heat affected zone (HAZ) of a welded straight pipe subject to creep. The creep constants and exponent are varied systematically to see the effect of various mismatches in creep properties on the steady-state creep stresses, via detailed two-dimensional finite element (FE) creep analyses. The weldments consist of the base metal and weld metal with the HAZ, which are characterized using the idealized power creep laws with the same creep exponent. The internal pressure and axial loading are considered to see the effect of the loading mode. To quantify the creep stresses, a creep mismatch factor is introduced as a function of the creep constants and exponent. It is concluded that the ratio of the section-averaged stresses for a mismatched case to those for an evenmatched case are linearly dependent on the mismatch factor. The results are compared with the FE results, including the Type IV region, as well as the R5 procedure.

• Analytical Science and Technology
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• v.7 no.4
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• pp.527-540
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• 1994

The surface microstructure modification by $N^+ion$ implantation into 7050A1 alloy was investigated. Ion implantation method is to implant physically accelerated ions to the surface of a substrate. High doses of nitrogen($5{\times}10^{15}ions/cm^2$, $5{\times}10^{17}ions/cm^2$, $8{\times}10^{17}ions/cm^2$) were implanted into 7050A1 alloy using accelerating voltage of 100KeV and current density of $23.1{\mu}A/cm^2$. The implanted layers were characterized by EPMA, AES, XRD, and TEM. The experimental results were compared with computer simulation data. The results showed that AlN was formed from the surface to $4000{\AA}$ depth with Gaussian distribution and the damage region was also observed. This surface modification by $N^+ion$ implantation increased the microhardness of 7050A1 alloy surface.