• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.181-187
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• 1997

고강도 알루미늄 합금 링롤재의 급냉, 링 팽창(expansion) 및 링 압축(compression) 응력제거처리후 잔류응력을 예측하기 위하여 2차원 축대칭 열해석 및 탄소성 해석을 수행하였다. 급냉 및 응력제거처리 후 2단 과시효 처리(T73)된 링롤재에 대하여 3단계 절단법(Three step sectioning method)을 적용하여 링롤재의 두께에 따른 잔류응력 분포를 측정하였으며, 측정결과를 급냉 및 응력제거처리후 잔류응력 해석결과와 비교분석하였다. 링의 급냉후 원주 및 축방향의 잔류응력 해석값은 T73후 측정값과 비슷한 경향을 보였으며, 링의 내면과 외면에서 압축응력을 나타내었고 중심에서 인장응력을 나타내었다. 잔류응력은 링 팽창(T7351) 및 링 압축(T7352) 적용후 T73에 비해 현저히 감소하였으며, 축방향의 제거 효과가 원주방향보다 우수하게 나타났다. 또한 링 압축에 의한 제거효과가 링 팽창보다 크게 나타났다. 링롤재의 응력제거처리는 제거 효과 및 실용성 측면에서 링 압축 공정이 유리하며, 치수제어 및 장비용량 측면에서 링 팽창 공정이 유리하다는 결론을 얻었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.1 no.1
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• pp.104-110
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• 1997

To predict the effect of ring expansion and ring compression on residual stress relief of Al 7175 ring rot]s, 2-D axisymmetric thermal analysis and elastoplastic analysis were performed. The residual stress distributions along the thickness of T73, T7351 and T7352 treated rings were measured using three step sectioning method. The measured results were compared to numerical ones for quenched and stress relieved rings. After quenching, calculated hoop and axial residual stresses were similar to measured ones for T73 treated rings. The residual stresses of T7351 and T7352 treated rings were decreased remarkably compared to T73 treated rings. The effect of axial residual stress relief was superior to that of hoop one, and also ring compression to ring expansion. It was concluded that ring compression is advantageous over ring expansion in view of stress relief effect and practicality, and vice versa in view of dimensional control and press power.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.13 no.4
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• pp.157-163
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• 2004

Dependence of residual compressive stress of diamond-like carbon (DLC) films on relative humidity was investigated. Polymeric, graphitic and diamond-like carbon films were prepared by r.f.-PACVD using methane or benzene with the negative self bias voltage of the substrate ranging from -100 to -800 V. In-situ measurements of the residual stress were carried out in an environment chamber where the relative humidity was varied from 10％ to 90％. In dense DLC film of high residual compressive stress and hardness, we could not observe any change in the residual compressive stress with relative humidity. However, in the cases of graphitic and polymeric DLC films, abrupt change in the residual stress occurred by changing the relative humidity. The quantity of the stress change was inversely proportional to the film thickness, which means that the stress change with humidity is not due to the penetration of the water molecule into the film structure, but due to surface interaction between water molecules and film surface.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.192-192
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• 2011

Mo 박막은 열적 안전성과 전기 전도성이 우수한 소재로 CIGS 태양전지의 배면전극으로 사용되고 있다. 스퍼터링법에 의한 Mo 박막의 전도성은 공정압력에 민감하여 높은 압력과 낮은 압력에서 이중박막으로 제조되고 있다. 연구에서는 압력에 크게 영향을 받지 않으면서 전도성이 $10{\mu}{\Omega}-cm$ 이하로 우수한 Mo 박막을 얻을 수 있는 아크 이온플레이팅법으로 Mo 박막을 제조하였다. 그러나 Mo 박막 증착시에 나타나는 높은 압축응력은 기재(Soda lime Glass; SLG)와의 밀착성을 떨어뜨렸다. 기재(SLG)와의 밀착성을 확보하기 위해 Ti 중간층($0.3{\mu}m$, $0.9{\mu}m$)을 증착하고 그 위에 Mo 박막을 증착하여 전도성이 우수한 박막을 제조하였으나 여전히 압축잔류응력의 문제점을 보였다. 압축응력의 완화를 위해 CIGS 박막이 제조되는 $550^{\circ}C$의 온도에서 열처리를 1시간 수행하였다. 열처리를 통해 열처리 전과 후에 나타나는 전도성과 잔류응력의 변화를 공정압력(5 mTorr~30 mTorr)별로 알아보았다. 사용된 시험편은 Si wafer, SLG, SUS계 소재를 이용하였으며 공정압력별로 아크 타겟에 인가되는 전류는 100 A로 고정하였고, 바이어스 전압은 0V, -50V를 인가하였다. 열처리 전과 후에 전도성은 크게 변화가 관찰되지 않았으나 잔류응력에는 많은 변화가 관찰 되었다. 잔류응력은 공정압력(5mTorr~30mTorr)별로 응력 완화가 일어났으며, 바이어스 전압이 0V에서 공정압력이 5 mTorr일 때 열처리 전에 측정된 1346 MPa 압축응력이 열처리 후에는 188 MPa의 인장응력을 나타내었다. 이러한 응력 변화에 대해 XRD와 SEM으로 구조분석을 통해 Mo 박막의 결정성과 전도성 및 잔류응력의 상관관계에 대해 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.49.2-49.2
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• 2018

스퍼터링에 의해 증착된 박막 내 기계적 응력 발생 현상을 규명하기 위하여 활발한 이론적, 실험적 접근이 있었으나, 복잡한 플라즈마 증착환경 내에서 다양한 증착 파라미터로 인해 정확한 응력 발생 메커니즘에 대해 아직도 완벽한 규명이 되지 않은 상황이다. 본 연구에서는 몰리브데늄 (Mo)과 텅스텐 (W) 박막을 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착 시 발생하는 잔류응력 발생 현상에 대해 논의하겠다. Mo 박막의 경우 증착압력을 2.5 mTorr와 4.1 mTorr로 고정시킨 채 기판 바이어스를 0-250 V 간격으로 변화시킨 결과, 2.5 mTorr에서는 기판바이어스가 증가할수록 압축응력이 증가하는 반면 4.1 mTorr에서는 기판바이어스가 증가할수록 인장응력이 증가하는 것이 확인되었다. 이러한 반대 경향의 잔류응력을 발생시키는 기판 바이어스 효과를 확인하기 위하여 증착 파라미터 변경에 따른 박막 성장 거동 모델을 제시한다. W 박막은 준안정상인 ${\beta}$-상이 증착 초기(2.5 nm)에 형성이 되고, 증착 과정에서 열역학적 안정상인 ${\alpha}$-상으로 상변태 하였다. 상변태에 의한 부피 변화에 따른 잔류응력 발생의 분석을 위하여 X-ray 회절피크의 비대칭성을 분석한 결과 압축응력과 인장응력이 공존하고 있는 것으로 확인되었다. 본 연구결과는 스퍼터링 공정 시 높은 에너지를 가지는 중성화된 Ar과 스퍼터된 원자가 기판과 충돌 시 atomic peening effect에 의해 압축응력이 발생한다는 일반적인 이론과 상충되는 결과로서, Mo 및 W 박막 내 잔류응력 제어를 위한 방안을 제시한다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.24 no.1
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• pp.23-34
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• 2012

In this study, stub columns subjected to concentrical and eccentrical loads were tested to check the applicability of the current local stability criteria (KBC2009, AISC2005) to 800MPa high-strength steel (HSA800). The key test variables in the concentrically loaded tests included the plate-edge restraints and the width-to-thickness ratio normalized by the yield strength of steel. Specimens made of ordinary steel (SM490) were also tested for comparative purposes. Eccentrically loaded stub column tests were conducted for a range of the P-M combinations by controlling the loading eccentricity. All the concentrically loaded specimens with non-compact and slender sections developed sufficient strengths according to the current local stability criteria. All the eccentrically loaded specimens with non-compact H sections also exhibited a sufficient P-M interaction strength that was even higher than that of compact H- section counterparts. Residual stresses were also measured by using the non-destructive indentation method to demonstrate their dependency or independency on the steel material's yield strength. The measured results of this study also indicated that the magnitude of residual stresses bears no strong relation to the yield strength of the steel material.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.3
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• pp.20-28
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• 1997

용접부에는 많은 취약조건들이 존재하며 파괴의 주 원인이 되고 있어 이들에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서, 현재 용접재료, 용접 조건 및 용접방법 등 을 개선함으로써 여러 방면에서 좋은 결과를 얻고 있다. 그러나 아직도 용접시의 열소 성변형과 구속조건에 따라 분포하는 잔류응력에 의한 피로균열거동에 대한 연구는 정확한 잔류응력 측정의 어려움으로 미흡한 상태이다. 특히 잔류응력의 측정기술과 반복하중에 의한 피로균열 진전시 잔류응력의 이완 등은 이들을 해석하는데 많은 어 려움을 주고 있다. 용접시 높은 열에 의한 재료의 팽창과 냉각시의 수축변형은 용접 부재에 인장 및 압축 잔류응력을 유발시키고, 인장잔류응력은 균열 진전될 때 잔류 응력은 오히려 균열을 지연시키기도 한다. 또한 잔류응력장에서 피로 균열이 진전될 때 잔류응력은 일반적으로 작용하중의 크기와 반복 수 그리고 균열 진전 등으로 인하 여 이완되고 재분포된다. 본 해설에서는 용접재의 피로거동중에 발생하는 잔류응력의 재분포 현상을 하중의 범위, 하중 반복수, 균열 진전의 영향으로 구분하여 각각의 영향에 대해서 기술하고자 한다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.26 no.4
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• pp.435-440
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• 2002

The quantitative assessment of the effect of the residual stress on fracture behavior was executed by some experiment and numerical analysis. First of all, artificial residual stresses were imposed on CT(Compact Tension) specimens by local heating using gas torch, and an appropriate distribution of residual stresses was obtained by thermal elastic-plastic FE analysis. To certify the result of the FE analysis, an experimental measurement was performed in accordance with ASTM standard. Fracture toughness test was executed on the several types of specimens. The first type was the specimen without residual stresses, and the others had different peak value of compressive residual stress at crack front via controlling the heat flux. All the test results were presented on th J resistance(JR) curves and discussed to verify the effect of compressive residual stresses on fracture behavior.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.11
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• pp.1369-1375
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• 2011

Shot ball impacts to materials cause residual compressive stress on their surfaces. Improving the fatigue strength of a material that has this residual compress stress is the purpose of the shot peening process. A numerical study was performed to evaluate the effect of the strain rate sensitivity and hardness of the shot ball on the residual compressive stress. We calculated the residual compressive stress due to multiple impact shot peening using ABAQUS 6.9-1. AISI 4340 steel was the material used in this study. We compared the effects of high strain rate sensitivities and low strain rate sensitivities and found that when the material's sensitivity to the strain rate increased, the residual compressive stress decreased. In addition, the residual compressive stress of low-hardness material is higher than that of high-hardness material.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.3
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• pp.333-338
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• 2013

The compressive residual stress and fatigue behavior of shot peened alloy 600 under a high-temperature environment is investigated in this study. Alloy 600 is used in the main parts of nuclear power plants, and the compressive residual stress induced by the shot peening process is considered to prevent SCC (stress corrosion cracking). To obtain practical results, the fatigue characteristics and compressive residual stress are evaluated under the actual operating temperature of a domestic nuclear power plant, as well as a high-temperature environment. The experimental results show that the peening effects are valid at a high temperature lower than approximately $538^{\circ}C$, which is the threshold temperature. The fatigue life was maintained at temperatures lower than $538^{\circ}C$, and the compressive residual stress at $538^{\circ}C$ was 68.2% of that at room temperature. The present results are expected to be used to obtain basic safety and reliability data.