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.
Recently the research for utilization of waste heat produced from electric power plants, casting factories, heat treating factories or commercial are being afforded by the need for energy saving. The objective of this study is to develop a thermoelectric generation system which unused energy from close-at-hand sources such as garbage incineration heat and industrial exhaust etc. into electricity. This paper a thermoelectric technology on a optimum system design method and efficiency and cost effective thermoelectric element on order to extract the maximum power output from energy conversion of waste energy. It is shown that the longitudinal stresses of module contacted with two point constrained Al tubes could be released more than those with a one-point constrained.
PDP(Plasma Display Panel)의 투명 유전체에 적용 가능한 저융점 유리 중에서 납성분이 포함 되어 있지 않는 Bi계 유리의 연구를 행하였다. 기판과의 일체화를 위한 유리의 응용으로, 소자와의 반응 억제와 열응력 완화를 위해 유리의 저융점화 및 열팽창 계수를 제어하였다. 본 연구에서 제조된 Bi계 유리는 DTA와 TMA의 열분석을 통해 50$0^{\circ}C$부근에서 연화점이 있고, 7.31~10.02$\times$$10^{-6}$$^{\circ}C$, 비유전을 11.1~13.3, 광투과도가 80%이상으로 PDP 투명유전체에 적용 가능한 Bi계 유리를 얻을 수 있었다.
전자 패키징에 적용 가능한 저융점 유리 중에서 납성분이 포함되어 있지 않는 Bi계 유리의 연구를 행하였다. 기판과의 일체화를 위한 유리의 응용으로, 소자와의 반응 억제와 열응력 완화를 위해 유리의 저융점화 및 열팽창계수를 제어하였다. 본 연구에서 제조된 Bi계 유리는 DTA와 TMA의 열분석을 통해 5$50^{\circ}C$ 부근에서 연화점이 있고, 열팽창계수는 7.52~12.09$\times$$10^{-6}$/$^{\circ}C$의 범위였으며, 비유전율은 9~13이었다. 본 연구의 납성분을 포함되어 있지 않는 유리조성은 우수한 내산성을 나타내었다.
Most of ferrous b.c.c weld materials have martensitic transformation during rapid cooling after welding. It is well known that volume expansion due to the phase transformation could influence on the relaxation of welding residual stress. To apply this effect practically, it is necessary to establish a numerical model which is able to estimate the effect of phase transformation on residual stress relaxation quantitatively. For this purpose, the analysis is carried out in two regions, i.e., heating and cooling, because the variation of material properties following a phase transformation in cooling is different in comparison with the case in heating, even at the same temperature. The variation of material properties following phase transformation is considered by the adjustment of specific heat and thermal expansion coefficient, and the distribution of residual stress in analysis is compared with that of experiment by previous study. In this study, simplified numerical procedures considering phase transformation, which based on a commercial finite element package was established through comparing with the experimental data of residual stress distribution by other researcher. To consider the phase transformation effect on residual stress relaxation, the transition of mechanical and thermal property such as thermal expansion coefficient and specific heat capacity was found by try and error method in this analysis. In addition to, since the transformation temperature changes by the kind and control of alloying elements, the steel with many kinds of transformation temperature were selected and the effect of transformation on stress releasement was investigated by the numerical procedures considering phase transformation.
본 논문에서는 원자력발전소 1차 계통의 스테인리스강 저합금강 이종금속용접부 및 스테인리스강 동종용접부의 잔류응력을 평가하고 스테인리스강 용접부의 응력부식균열 민감성에 대해 고찰하였다. 노즐 안전단의 이종금속용접부 및 안전단 배관의 동종용접부 제작 및 소재가공에 의행 생성되는 잔류응력을 예측하기 위해 열 탄소성 유한요소법 수치해석을 수행하였으며, 용접공정과 함께 표면의 잔류응력에 기여하는 절삭 및 연삭가공과 소재의 담금질 공정을 열 탄소성적으로 모사하였다. 전산해석 결과, 스테인리스주강의 담금질 잔류응력은 무시할 수 없는 상당한 크기이므로 배관 용접잔류응력 평가 시 소재의 담금질 효과를 고려해야 할 것으로 판단된다. 이종금속 용접과 동종금속 용접공정이 보수용접 없이 정상적인 절차(내면에서 외면으로 적층)로 완성된다면, 냉각재 환경에 노출되는 용접부 내면의 잔류응력은 재료의 응력부식균열 민감성에 영향을 주지 않을 것으로 판단된다. 한편, 안전단 배관 동종용접부의 연삭가공에 의해 내면의 잔류응력이 크게 상승하는 것으로 예측되었으므로, 내면의 연삭가공 이후 표면잔류응력 완화처리(예, 버핑)가 필요하다.
A functionally graded material is a nonhomogeneous material, which is composed of several different materials to maintain structural rigidity and endure high temperature loads. An analytical method is presenter to solve the unsteady heat conduction equation for nonhomogeneous materials. A one-dimensional infinite plate made of functionally graded material is considered. The approximate Green's function solution is derived and to be used to obtain the temperature distribution them the stress distributions may be obtained. The volume fraction, the porosity, the stress difference, and the stress ratio are the design parameters and are to be used to set up a systematic design procedure.
Si(100)기판상에 여러 가지 두께의 Au박막을 선행 증착(pre-deposition)한 후, 각각의 Au박막상에서의 Cu-MOCVD박막의 초기 핵생성과 성장 기구를 고찰하였고, 또한 각 계면에서의 상호 확산 거동을 여러가지의 분석 장비를 이용하여 조사하였다. 30$\AA$두께의 Au 박막은 수소 가스 분위기중의 열처리에 의하여 평탄한 표면 상태에서 불연속의 응집된 도상(island)형태로 변화(Si 전체 표면중 약 20%)하였다. 반면에 1500$\AA$두께의 Au박막상에서 성장한 Cu-MOCVD박막은 두께 증가에 따른 미세구조의 차이, 즉 Cu박막중으로 Au원자의 확산여부는 Au박막에 유기되는 열응력(thermal stress)을 완화하는 과정에서 일어난 결과이다.
Plastic deformation was observed by TEM around the intragranular SiC particles in the $Al_2O_3$ matrix for $Al_2O_3/SiC$ nanocomposite system. The dislocations are generated at selected planes and there is a tendency for the dislocations to form a subgrain boundary structure with low-angel grain boundaries and networks. In this study, dislocation generated in the $Al_2O_3$ matrix during cooling down from sintering temperatures by the highly localized thermal stresses within and/or around SiC particles caused from the thermal expansion mismatch between $Al_2O_3$ matrix and SiC particle was observed. In monolithic $Al_2O_3$ and $Al_2O_3/SiC$ microcomposite system. These phenomena is closely related to the plastic relaxation of the elastic stress and strain energy associated with both thermal misfitting inclusions and creep behaviors. The plastic relaxation behavior was explained by combination of yield stress and internal stress.
Recently the research for utilization of waste heat produced from electric power plants, casting factories, heat treating factories or commercial building are being afforded by the need for energy saving. The objective of this study is to develop a thermoelectric generation system which converts unused energy from close-at-hand sources such as garbage incineration heat and industrial exhaust etc. into electricity. This paper presents a thermoelectric technology on a optimum system design method and efficiency and cost effective thermoelectric element on order to extract the maximum power output from energy conversion of waste energy. It is shown that the longitudinal stresses of module contacted with two point constrained AI tubes could be released more than those with a one-point constrained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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