• Rubber Technology
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• v.11 no.1
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• pp.12-26
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• 2010

각종 산업제품의 주요 부품으로 사용되고 있는 고무재료는 사용 중 온도변화에 의해 체적 또는 길이 변화를 수반할 수 있어 결과적으로 고무제품의 성능이나 효율이 영향을 받게 된다. 특히 고온에서 고무제품의 치수변화를 제한하거나 일정치수를 강제할 경우 열수축이나 열팽창에 의해 응력이 발생하게 된다. 따라서 온도 변화에 따른 열응력의 측정은 고무제품의 정밀성과 성능을 평가하는 중요한 수단을 제공한다. 본 연구에서는 고무소재의 열응력 측정을 위한 새로운 측정방법을 개발하였고 이와 관련 새로운 시험장치를 설계, 제작하였다. 고무시편에 일정 변형의 인장을 준 상태에서 가열하면 열응력이 발생한다. 이 때의 열응력은 고무분자 사슬들의 운동성에 기인하며 배향된 고무분자 사슬들이 열역학적으로 랜덤 사슬형태로 돌아가려는 엔트로피적 힘이다. 따라서 온도가 높을수록 그 수축력은 증가하게 된다. 또한 고무분자 사슬의 사전 변형이 증가하면 그 열응력은 증가한다. 이때 열응력은 측정시간이 지남에 따라 최대치에 도달한 후 완화되며 그 완화속도는 설정온도에 의해 영향을 받는다. 여기서는 온도변화에 따른 고무시편의 열응력 측정결과를 소개하고, 고무분자 사슬의 엔트로피 변화와 점탄성적 흐름, 그리고 가열에 따른 고무 시편의 팽창 또는 수축이 열응력에 미치는 영향 등을 논의하였다. 특히 천연고무와 SBR 고무시편의 열응력 차이를 분자사슬의 운동과 연관하여 검토하였고, 가교밀도와 가교시스템이 각각 다른 고무시편에 대해 열응력 발생과에 따른 상관관계를 고찰하였다. 또한 시편의 형태와 두께가 열응력 발생에 미치는 영향도 검토하였다. 충전 배합고무의 경우 열응력에 영향을 미치는 인자로 고무분자 사슬의 운동성과 가교밀도 외에 고무재료와 충전제 사이의 물리 화학적 상호작용도 매우 중요한 요소가 된다. 배합고무에서 충전제의 영향을 검토하기 위해 실리카와 카본블랙을 선택하였고 배합고무의 열응력을 각각 측정하여 이들의 보강효과가 열응력에 미치는 영향에 대해 논하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.184-191
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• 2000

본 연구에서는 국내 10MW급 기력발전소의 소형 터빈 로터에 대한 응력 해석을 실시하였다. 터빈 로터의 기하학적 형상, 증기의 온도 및 압력 등의 기동조건 변화, 로터 재료의 온도에 따른 물성값 등을 고려하여 대류 열 전달계수를 계산하는 사용자 부프로그램을 구성하였으며, 이를 바탕으로 열해석을 실시하여 로터의 온도 분포를 결정하였다. 이 온도분포 조건에서 시간 경과에 따른 열응력 해석을 실시하여 로터의 응력 분포를 결정하였으며 그 결과 취약부위에서의 응력변동 범위 및 가동중 정상상태 응력수준을 결정하였다. 이 취약부위의 응력값과 운전이력을 이용하여 크리프 수명과 피로수명을 계산하고 로터의 잔여수명을 결정하는 방법을 논의하였다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.11 no.1
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• pp.35-44
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• 1974

열박음(shrink fitting)으로 인(因)한 동심형(同心形) 구멍을 가진 복합(複合)실린더의 과도적(過渡的) 온도분포(溫度分布), 열응력(熱應力) 및 열변형도(熱變形度)를 이론해석(理論解析)하였다. 온도분포해석(溫度分布解析)에서 외부(外部) 실린더는 균일온도(均一溫度)로 가열(加熱)되어, 실온(室溫)의 내부(內部) 실린더와 접촉면(接觸面)에서 일어나는 열전도(熱傳導)에 의(依)하여 냉각(冷却)되고, 외부(外部) 표면(表面)은 대기중(大氣中)에 노출(露出)된 상태(狀態)로 취급(取扱)하였다. 열응력(熱應力)은 평면변형도조건(平面變形度條件)을 만족(滿足)하는 것으로 생각하였으며, 물성(物性)은 온도(溫度)에 무관(無關)한 상수(常數)로 취급(取扱)하였다. 온도분포(溫度分布)는 열전도문제(熱傳導問題)만을 고려(考慮)함으로서도 유효(有效)한 해(解)를 얻을 수 있으며 열응력(熱應力)은 접촉면(接觸面)에서부터 형성(形成)되며, 반경방향응력(半徑方向應力)은 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 압축응력(壓縮應力)이 증가(增加)하여 접촉면(接觸面)에서 최대치(最大値)를 갖고, 원주방향응력(圓周方向應力)은 접촉면(接觸面)에서 초기(初期)부터 거의 최종상태(最終狀態)와 같은 크기를 갖음을 알 수 있다. 균일온도분포(均一溫度分布)가 이루어지면 열응력(熱應力)의 형성(形成)은 완료(完了)되게 되며, 이때의 열응력(熱應力)의 크기와 분포경향(分布傾向)은 평면응력조건(平面應力條件)을 사용(使用)하였다는 사실(事實)을 고려(考慮)하면 $Lam\acute{e}$의 이론해(理論解)와 일치(一致)함을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 1994.04a
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• pp.233-237
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• 1994

매스콘크리트에서는 수화열에 의하여 유발된 높은 온도가 열응력을 일으키는 원인이 되며 구속의 정도에 따라 인장응력이 발생되어 균열이 발생하게 된다. 따라서, 매스콘크리트 타설시 시멘트의 수화열에 의한 균열이 심각한 문제가 된다. 본 연구에서는 매스콘크리트 기초 및 교각구조에 대한 수화열 실험을 통해 온도분포 및 변형분포를 측정하고 이에 대한 온도 및 열응력 해석을 통해 매스콘크리트에 대한 수화열 특성을 규명하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.32 no.5
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• pp.230-234
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• 2021

Relief of thermal stress has received great attention, to improve the beam quality and stability of high-power laser diodes. In this paper, we investigate a microtrench structure engraved around a laser-diode chip-on-submount (CoS) to relieve the thermal stress on a laser-diode bar (LD-bar), using the SolidWorks® software. First, we systematically analyze the thermal stress on the LD-bar CoS with a metal heat-sink holder, and then derive an optimal design for thermal stress relief according to the change in microtrench depth. The thermal stress of the front part of the LD-bar CoS, which is the main cause of the "smile effect", is reduced to about 1/5 of that without the microtrench structure, while maintaining the thermal resistance.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.39 no.1
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• pp.61-72
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• 2002

The flaring system of FPSO burns out the byproduct natural gas. The thermal loading due to radiative heat of flaring gas leads to undesirable thermal-stresses on itself. Nowadays it needs to understand the amount of thermal loading of flaring system since the requirement for the safety of the flaring system. However, few studies have been performed on the thermal environment and radiative heat flux on the FPSO flaring system. Present study suggests a procedure to model the thermal environment and a FEA process to analyze the temperature distribution and thermal stresses of FPSO flaring system. In order to get the temperature distribution, the radiative heat conditions and convective heat conditions are included in the heat transfer analysis. By making the use of temperature obtained through heat transfer analysis, the thermal stress analyses are performed. The results of the present study can be used to design the flaring system and determine the heat shield in the flaring system.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.8
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• pp.857-862
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• 2014

The research on a thermal stress control layer (TSCL) begins to undertake to reduce residual stress and strain in the vicinity of the joined region between the hardfacing layer and the base part. The goal of this paper is to estimate the material combination and the thickness of TSCL for the Stellite21 hardfaced STD61 hot working tool steel via three-dimensional finite element analysis (FEA). TSCL is created by the combination of Stellite21 and STD61. The thickness of TSCL ranges from 0.5 mm to 1.5 mm. The influence of the material combination and the thickness of TSCL on temperature, thermal stress and thermal strain distributions of the hardfaced part have been investigated. The results of the investigation have been revealed that a proper material combination of TSCL is Stellite21 of 50 % and STD61 of 50 %, and its appropriate thickness is 1.0 mm.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.6 no.4
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• pp.23-33
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• 1999

A finite element method was employed fort thermal and stress analyses of an IGBT module of 3-phase full bridge. The effect of material parameters such as substrate material, substrate area, solder thickness on the temperature and stress distributions of the module packages has been investigated. Thermal analysis results have also been compared by setting of boundary conditions such as equivalent heat transfer coefficient or constant temperature at a base metal surface of the package. The increase of ceramic substrate area up to 3 times does little contribution to the reduction(8.9%) of thermal resistance, while contributed a lot to the reduction(60%) of thermal stress. Thicker solder resulted in higher thermal resistance but did slightly reduced thermal stresses. It is revealed by the stress analysis that maximum stress was induced at the region of copper pads which are bonded with ceramic substrate.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.36 no.4
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• pp.329-336
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• 2000

Welding is a important technological method in mechanical engineering. $CO_2$MAG(metal active gas) welding means that metal part in double capstan drum for the inshore and costal vessels are joined by melting(with or without a filler material) or that new material is added to a metal part by melting. The thermal stresses appear due to a non-uniform temperature field, inhomogeneous material properties, external restraint and volume changes during phase transformations. In this study analysis the elasto-plastic thermal stresses distribution of welding part in double capstan drum for the inshore and costal vessels using finite element method (FBM). Therefore it calculates the numerical value that can be applied to the optimum design of welding parts and the shapes. The significant results obtained in this study are summarized as fellows. At early stage of the cooling after welding process, the abrupt thermal stresses gradient has been shown in the vicinity of welding part. In the thermal stresses analysis due to temperature gradient and heat shocking maximum stress was occurred of welding part and stresses were distributed from 54MPa~48MPa.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.29 no.3
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• pp.229-235
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• 2016

In this paper, a methodology, which is able to predict the thermal stresses accurately yet efficiently, is presented for beam structures via Saint-Venant's principle. In general, higher-order beam theories have been known to be effective for the prediction of thermal stresses. In contrast to this, we propose the method to predict the thermal stresses of beam structures by post-processing the classical beam theory via Saint-Venant's principle. The approach includes an out-of-plane warping displacement to account for the through-the-thickness thermal deformation. With this, one can accurately recover the thermal stresses as compared to the elasticity solutions. In fact, they are identical for the beams made of isotropic materials. The effect of out-of-plane warping is also investigated, it turns out that the effect is negligible in mechanical stress analysis but not in thermal stress analysis.