• 한국항공우주학회지
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• 제32권8호
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• pp.91-100
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• 2004

경사기능재료 판에 대한 열탄성 변형과 응력 해석을 위해 Green 함수 방법이 채택되었다. 3 차원 비정상 온도분포에 대한 해는 적층판 이론에 의해 얻어진다. 열탄성 문제에 대한 기본 방정식은 각각 평면외 (out-plane) 변형과 평면내 (in-plane) 힘에 의해 유도되었다. 굽힘과 평면내 힘에 의한 열탄성 변형과 응력분포는 Galerkin 방법에 근거한 Green 함수를 이용하여 해석하였다. 열탄성 변형과 응력분포 해석을 위한 Galerkin Green 함수의 특성함수들은 사각판의 제차 경계조건을 만족시키는 허용함수들의 급수 형태로 근사화되었다. 단수지시된 사각 판에 대한 수치해석이 수행되었으며, 정사기능재료의 물성치가 판의 비정상 열탄성 거동에 미치는 영향이 검토되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.159-168
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• 1997

본 연구는 Moss형 LNG선박의 방열구조에서 LNG탱크에 침입하는 열량과 선체의 온도분포를 예측하고, 운항 중 LNG탱크를 Cooling down(예냉)하는 경우 발생하는 비정상상태에서 LNG탱크에 발생하는 국부적인 열응력을 검토할 수 있는 비정상 온도분포해석과 LNG증발량을 검토하였다. 특히 운항 중인 선박을 대상으로 일반적인 수치계산시에 필요한 각종 입력절차를 간소화 하고 경계조건 선정시에 비 전문가도 쉽게 이용할 수 있는 전산프로그램을 개발하였다. Moss형 LNG탱크의 예냉작업에 필요한 최적의 냉매량과 예냉조건을 비정상상태에서 해석한 것은 설계자 및 선박 운항자에게 유용하게 이용될 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.129-138
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• 2010

공업용 세라믹은 자체의 특이한 물리적 특성으로 인하여 극한의 열 및 화학적 환경에서도 적용할 수 있는 우수한 고온 재료이다. 세라믹은 고온에서 저온으로 빠르게 이동되면 열충격을 받는다. 본 연구에서는 열충격에 대한 매개변수로 임계온도차이를 제안한다. 세라믹 부품에 대한 임계온도차이는 부품 크기와 대류열전달계수 등에 의해 영향을 받는다. 부품의 열충격 특성은 비정상 열응력에 의해 평가된다. 비정상 열응력이 파단계수를 초과한다면 열충격 균열이 표면에서 시작된다고 가정할 수 있다. 물에 대한 임계온도차이는 공기에 대한 임계온도차이보다 적다. 본 연구에서 사용된 국내 승용차용 삼원 촉매 담체는 반경 및 축방향 온도차이가 임계온도차이 아래에 존재하므로 충분한 열충격 성능을 가지고 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.515-516
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• 2007

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권9호
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• pp.1441-1451
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• 1997

This paper addresses method which can be used for analyzing thermal stresses of a functionally graded material(FGM) using semi-analytical approach. FGM is a nonhomogeneous material whose composition changes continuously from a metal surface to a ceramic surface. An infinite one dimensional FGM plate is considered. The temperature distribution in the FGM is obtained by approximate Green's function solution. To expedite the convergence of the solutions, alternative Green's function solution is derived and shows good agreement with results from finite difference method. Thermal stresses are calculated using temperature distribution of the plate.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.27-35
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• 1996

본 논문에서는, 가압경수로 발전소의 가압기 밀림관내 비정상상태의 열성층현상에 대한 계산 모델을 제안하여 배관내의 온도분포, 유동특성 및 열응력에 대해 연구하였다. 경계면이 시간에 따라 변화가 없거나 정상상태에서 개발된 다른 모델과는 달리 본 모델에서는 고온 및 저온유체 사이의 경계면을 시간의 함수로 가정하였다. 열성층현상에 대한 무차원지배방정식은 SIMPLE 알고리즘을 사용하여 해를 구하였다. 본 수치계산의 결과는 주어진 조건하에서 무차원시간이 약 27.0 일 때 배관의 고온부 및 저온부사이의 최대무차원온도차는 0.78정도이었고, 이때의 열성층 현상에 의한 최대 열응력은 276 MPa로 계산되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권11호
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• pp.227-232
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• 1998

The purpose of this study is to develop a numerical method for analyzing the transient heat transfer and evaluating the residual stress. The analysis of heat transfer and thermal stress are carried out by three-dimensional finite element method. Thermal spraying is one of the most common surface coating techniques to be used for many applications. In order to improve the mechanical properties of flame-sprayed ceramic coating layer, the accurate and effective analysis of heat transfer and thermal stress is essentially required.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.427-436
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• 2014

이 연구에서는 STD61 열간금형강 상부에 생성되는 하드페이싱층에 적합한 하드페이싱 재료와 두께를 3 차원 비정상 열전달 및 열응력 해석을 통하여 예측하고자 한다. Stellite6, Stellite21과 19-9DL 초합금을 하드페이싱 재료로 적용하였다. 하드페이싱 재료와 두께가 하드페이싱된 시편 내부 온도, 열응력 및 변형률 분포 변화에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 이 결과로부터 큰 열전도도를 가지는 재료로 얇은 하드페이싱 층을 생성하는 것이 열전달 특성 측면에서는 효과적인 것을 알 수 있었다. 또한, Stellite21 초합금으로 2 mm 두께의 하드페이싱부를 STD61 열간 금형강 상부에 생성할 경우, 하드페이싱부와 기저부의 경계부에서 유효응력 및 주변형률 편차가 최소화됨을 알 수 있었다. 이 결과들로부터 STD61 열간금형강에 적합한 하드페이싱 재료와 두께를 예측할 수 있었다.

• 한국항공운항학회지
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• 제19권1호
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• pp.15-23
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• 2011

The purpose of this paper is to investigate the time behavior of a multiple crack problems. It is assumed that the medium contains cracks perpendicular to the crack surfaces, that the thermo-mechanical properties are continuous functions of the thickness coordinate. we use the laminated composite plate model to simulate the material non-homogeneity. By utilizing the Laplace transform and Fourier transform techniques, the multiple crack problems in the non-homogeneous medium is formulated. Singular integral equations are derived and solved to investigate the multiple crack problems. As a numerical illustration, transient thermal stress intensity factors(TSIFs) for a functionally graded material plate subjected to sudden heating on its boundary are provided. The variation in the TSIFs due to the change in material gradient and the crack position is studied.

• 수산해양기술연구
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• 제36권4호
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• pp.329-336
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• 2000

정치망 어선에 사용하는 더블 캡스턴 드럼의 용접공정은, 순간적으로 집중투입되는 고온열원에 의해 상당 열응력과 열변형 거동이 시간의 경과에 따라 비정상적으로 발생한다. 유한요소법으로 이것들의 거동을 해석한 후 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 용접 초기에는 용접열원 위치에서 54∼48MPa의 상당 열응력을 나타내고, 캡스턴 드럼의 내부로 진행될수록 42∼18Mpa 정도의 열응력 분포를 보이며, 열응력 구배는 1mm당 3.6MPa의 기울기를 형성하고 있었다. 용접열원에서 0.004∼0.015mm정도의 미세한 변형량이 계산되었고 좌측 자유단으로 진행하면서 0.03∼0.033mm의 변형량은 용접초기에 열충격 현상으로 발생한 것으로 사료되므로 이에 대한 대비책이 있어야 한다. 2) 용접 중반부에서는 상당 열응력 크기는 용접 초기보다 다소 작아져서 최대 51MPa, 최소 11.3MPa을 보여주며 열응력 기울기도 다소 완화된다. 이것은 용접 열원이 이동하면서 발생하는 예열효과로 상당 열응력이 감소한 것으로 사료된다. 상당 열변형의 크기는 최대 0.04mm, 최소 0.0045mm 정도를 형성하고 있고, 용접열원의 진행으로 전체적인 변형 양상이 용접진행 방향과 동일하게 이동하고 있다. 3) 용접공정의 후반부는 상당 열변형량이 최소 0.005mm, 최대 0.045mm 정도이므로, 정밀한 용접가공을 위해 반대방향에 지그나 고정구를 설치해야 한다. 상당 열응력의 구배는 모재 내부로 진행된 양상을 보이고 있으나 열응력의 절대 크기는 최소 3MPa에서 최대 27MPa로 작아졌다. 이 것은 용접의 이동열원이 제거됨으로서 모재 내부의 열응력이 현저히 저하되었음을 의미하지만, 잔류 열응력이 존재하므로 뜨임처리와 같은 후처리가 요망된다.