• Journal of the KSME
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• v.57 no.5
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• pp.53-55
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• 2017

이 글에서는 자동차 엔진 부품의 열피로 파손의 개요와 연구동향에 대해 설명하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.32-39
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• 2006

전자 부품의 신뢰성 평가를 위해서 다양한 방법의 시험법이 사용된다. 전자 부품은 반복적인 작동과 휴식에 의한 열피로를 받게 된다. 이에 대한 신뢰성 평가를 위해 오래전부터 다양한 시험 규격이 만들어지고, 그에 따라 열챔버를 이용한 챔버 사이클링 시험이 수행되고 있다. 하지만, 최근에는 이러한 시험 규격들에 대한 문제가 지적되고 있으며, 또한 챔버 사이클링을 이용한 가속 실험의 경우 실제 작동환경을 완벽히 묘사하지 못하며, 가속할 수 있는 정도가 제한되고 있다. 본 연구에서는 파워 사이클링 시험을 묘사하는 시험 방법을 제안하고, 그를 이용하여 BGA 패키지의 솔더 조인트에 대한 열피로 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 파워 사이클링 시험기는 실제 작동 환경과 유사한 온도 구배를 패키지에 만들어 준다. 그리고 패키지에 열전도를 이용하여 열을 공급함으로써, 대류를 통해 열을 공급하는 챔버 사이클링 시험에 비해 빠르게 가열 및 냉각이 가능하다. 파워사이클링 테스트 방법을 이용하여 다양한 온도 조건에 대해 열피로 수행하여 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.14 no.2
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• pp.79-89
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• 1996

일정진폭하중과 과대하중비 2.5의 단일 인장과대하중에 의한 4140강 용접부 의 피로균열성장거동을 실온과 -45.deg.C의 저온에서 피로시험과 파면관찰을 통하여 고찰하였다. 이때, 용접부 미시조직의 영향을 평가하기 위해 모재(parent metal), 열영향부(as-welded HAZ), 열처리된 열영향부(PWHT HAZ)로 나누어 응력비 0과 0.5로 CT시험편을 이용하여 피로시험을 실시하였다. 피로균열성장거동은 재료의 미시조직과 온도변화보다는 응력비에 크게 영향을 받았으며, 단일 과대하중에 의한 피로균열성장 지연효과가 모든 재료에서 상당히 크게 나타났다. 전자현미경에 의한 피로파면 관찰 결과, 실온에서는 연성의 스트라이에이숀과 -45.deg.C에서는 의벽개파면과 같은 피로 균열성장거동을 나타내고 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.4
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.5
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• pp.569-579
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• 2011

Heating pipes, which are among the main equipment in district heating systems, can be classified into supply and return pipes. Because when the district heating transmission pipe, which is charged with district heating in small to medium-size cities, is under thermal stress during temperature variances in heating water, it suffers from the fatigue phenomenon caused by the thermal stress, according to the number of its service years. District heatingpipes have shown various characteristics according to the operating condition of the service connections, and the irregular temperature variance has had a bad influence on fatigue heating pipes. Therefore, in this study, a field test on laid heating pipes was performed, and the data for each region were analyzed. Also, the fatigue safety of district heating pipes was evaluated via cycle-based evaluation and stress-based evaluation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.6
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• pp.669-676
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• 2014

A three-way catalyst substrate for domestic passenger car satisfies the design criteria for exhaust gas exchange and pressure drop but does not have satisfactory thermal fatigue performance. Prefracture faults in this three-way catalyst substrate has often been discovered in vehicle repair or vehicle inspection facilities. This paper presents a thermal fatigue performance estimation method for a three-way catalyst substrate using a probabilistic strength reduction factor model. This method is superior to the thermal fatigue performance estimation method for a three-way catalyst substrate that uses a deterministic strength model.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.1
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• pp.11-17
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• 2015

High-density polyethylene (HDPE) piping, which has recently been applied to safety class III piping in nuclear power plants, can be butt-joined through the thermal fusion process, which heats two fused surfaces and then subject to axial pressure. The thermal fusion process generates bead shapes on the butt fusion. The stress concentrations caused by the bead shapes may reduce the fatigue lifetime. Thus, investigating the effect of the thermal butt fusion beads on fatigue behavior is necessary. This study examined the fatigue behavior of thermal butt fusion via a tensile fatigue test under stress-controlled conditions using finite element elastic stress analysis. Based on the results, the presence of thermal butt fusion beads was confirmed to reduce the fatigue lifetime in the low-cycle fatigue region while having a negligible effect in the medium- and high-cycle fatigue regions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.19 no.9
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• pp.2133-2141
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• 1995

The thermo-mechanical fatigue tests were performed on the specimens extracted from 1.5Cr-0. 67Mo-0.33V alloy. The characteristics of thermo-mechanical fatigue crack propagation were examined and reviewed in view of fracture mechanics. The results obtained from the present study are summarized as follows : (1) The propagation characteristics of isothermal low-cycle fatigue crack are dominated by .DELTA.J$_{f}$ in case of PP waveform, and .DELTA.J$_{c}$ in case of CP waveform. (II)The propagation characteristics of thermo-mechanical fatigue crack are dominated by .DELTA.J$_{c}$ for in-phase case, and by .DELTA.J$_{c}$ for out-of-phase. The present results were in good agreement with the equation of propagation law for isothermal low-cycle fatigue crack in case of thermo-mechanical fatigue.tigue.e.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 1999.06a
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• pp.105-110
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• 1999

여러 종류의 작업장은 생산공정상의 필요나 일기변화에 따가 온습조건에 많은 차이가 있으며, 인체에 불리한 열환경조건이 조성되는 경우가 있다. 일반적으로 열피로(heat stress)와 열장애(heat strain)는 근로자의 안전과 보건을 평가하는데 필요하며, 열피로는 열적영향을 발생시키는 원인을 말하고, 열장애는 열에 의해 발생되는 결과로서 생리적인 부하를 의미하게 된다. 신체내부에서 발생되는 열은 열피로의 한가지 형태이고, 따라서 이것을 측정하는 것은 아주 본질적인 사항이다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.33 no.2
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• pp.187-192
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• 2013

Fatigue crack was detected from a temperature change around surface crack using the thermographic technique. Thermal gradient across the crack decreased very much due to thermal resistance of contact surface in the crack. Heat diffusion flow passing through the discontinuity was visualized in temperature by infrared camera to find and locate the crack. A fatigue crack specimen(SM-45C), which was prepared according to KS specification and notched in its center to initiate fatigue crack from the notch tip, was heated by halogen lamp at the end of one side to generate a heat diffusion flow in lateral direction. A abrupt jump in temperature across the fatigue crack was observed in thermographic image, by which the crack could be located and sized from temperature distribution.