• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1137-1143
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• 2010

가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권5호
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• pp.52-58
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• 2009

A gas turbine consists of an upstream compressor and a downstream turbine with a combustion chamber, and also the compressor and the turbine are generally coupled using a single shaft. Many casing bolts are used to assemble two horizontally separated casings, the gas turbine casing and the compressor casing, in both of axial and vertical directions. Because drilled holes for casing bolts in vertical direction are often too close to drilled holes for casing bolts in axial direction, one can observe cracks in the area frequently during operations of a gas turbine. In this study of the root cause analysis for the cracking initiating from the drilled holes of the casings of a gas turbine, the finite element analysis(FEA) was applied to evaluate the thermal and mechanical characteristics of the casings. By applying the field operation data recorded from combined cycle power plants for FEA, thermal and thermo-mechanical characteristics of a gas turbine are analyzed. The crack is initiated at the geometrical weak point, but it is found that the maximum stress is relieved when the same type of cracks is introduced on purpose during FEA. So, it is verified that the local fracture could be delayed by machining the same type of defects near the hole for casing flange bolts of the gas turbine, where the crack is initiated.

• Journal of Welding and Joining
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• 제16권4호
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• pp.92-97
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• 1998

Because of the low melting temperature of solder, each temperature cycle initiates an irrecoverable creep deformation at the solder interconnection which connects the package body with the PCB. The crack starts and propagates from the position where the creep deformation is maximized. This work has tried to compare and analyze the thermal fatigue life of solder interconnection which is affected by the lead material, the size of die pad, chip thickness, and interface delamination of 48-Pin TSOP under the temperature cycle ($0^{\circ}C$~1$25^{\circ}C$). The crack initiation position and thermal fatigue life which are calculated by using FEA method are well matched with the results of experiments. The thermal Fatigue life of copper lead frame is extended around 3.6 times longer than that of alloy 42 lead frame. It is maximized when the chip size is matched with the length of the lead. It tends to be extended as the thickness of chip got thinner. As the interfacial delamination between die pad and EMC is increased, the thermal fatigue life tends to decrease in the beginning of delamination, and increase after the delamination grew after 45% of the length of die pad.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1999년도 특별강연 및 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.237-240
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• 1999

In this study, residual stresses of the weldment were calculated by finite element analysis(FEA) and experiment. And, the crack closure behaviour and fatigue crack growth characteristics in field of residual stress of A106 Gr B steel pipe weldment were investigated under various stress ratio. Obtained results are as follows. I) $K_{op}$ was independent of $K_{max}$, and load ratio in fatigue crack growth. 2) In variation of load ratio, the scatter band of crack growth curve was reduced by half considering crack closure. and 3) Neglecting crack closure behaviour, actual fatigue crack growth rate can be underestimated' and Actual fatigue crack growth rate can be overestimated by $K_{res}$, in tensile residual stress field.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.941-947
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• 2008

철도차량의 제동에는 전기의 회생, 발전을 이용하는 전기적 제동장치와 함께 차륜 답면 및 디스크를 사용하는 기계식 제동장치가 적용된다. 특히 브레이크 디스크의 제동작용에 있어서, 디스크와 마찰패드와의 마찰을 통해 차량의 운동에너지가 열에너지로 변환되며 이때 디스크 표면에는 매우 높은 온도가 집중하게 된다. 이러한 고온 집중의 반복에 의해 디스크 표면에는 열피로에 기인한 열균열이 발생하게 된다. 발생된 열균열은 차량 유지보수성능을 저하시키고 최악의 경우 대규모의 사고를 유발할 수도 있다. 본 연구에서는 보다 높은 내열성을 갖는 브레이크 디스크 소재를 개발하기 위한 과정의 일환으로 재료의 내열성 비교시험절차를 구축하였다. 또한 현재 새마을호 및 무궁화호 열차에서 사용되는 브레이크 디스크 재질을 이용한 시험을 통해 시험 절차의 효용성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.19-25
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• 1984

용접구조에 있어서 가장 위험한 단면은 용접부이며 대부분의 파괴가 용접부로부터 발생하였다. 따라서 용접부의 파괴거동을 확인하는 것은 파괴방지를 위하여 중요한 요소라 할 수 있다. 본 연구는 용접부의 파괴거동에 관한 기초적인 연구로서 용접부의 국부적인 인성분포와 다층용접의 효과 및 잔류응력제거풀림의 효과를 조사하였다. 연구에 사용된 기본소재로서는 피로이력을 갖고 있는 강재와 피로이력이 없는 강재를 선택하였다. 용접부에서 미사용강재(피로이력이 없는 강재)모재, 열영향부 용착금속의 파괴인성이 각각 차이가 있었고 용착금속은 균열저지능력으로서 파괴인성이 가장 작아서 파괴발생원이 될수 있음을 확인하였다. 특히 본연구의 대상강재인 기사용강재(피로이력을 갖고 있는 강재)는 파괴인성이 용착금속 보다 작아서 균열이 존재하는 경우 가장 취약한 단면이 될수 있다는 것을 확인하였다. 다충용접은 용접부에 결합이 존재하지 않는다면 안정개선에 효과가 있음을 확인하였고 또한 잔류응력제거 풀림은 본연구에 관한 한은 효과가 없는 것으로 밝혀졌다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.120-126
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• 2006

In this paper, we investigated the characteristics of fatigue fracture on TB(Tailored Blank) weldment by comparing the fatigue crack propagation characteristics of base metal with those of TB welded sheet used for vehicle body panels. We also investigated the influence of center crack on the fatigue characteristic of laser weld sheet of same thickness. We conducted an experiment on fatigue crack propagation on the base metal specimen of 1.2mm thickness of cold-rolled metal sheet(SPCSD) and 2.0mm thickness of hot-rolled metal sheet(SAPH440) and 1.2+2.0mm TB specimen. We also made an experiment on fatigue crack propagation on 2.0+2.0mm and 1.2+1.2mm thickness TB specimen which had center crack. The characteristics of fatigue crack growth on the base metal were different from those on 1.2+2.0mm thickness TB specimen. The fatigue crack growth rate of the TB welded specimens is slower in low stress intensity factor range$({\Delta}K)$ region and faster in high ${\Delta}K$ region than that of the base metal specimens.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.188-194
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• 2008

철도차량의 기계제동에 사용되는 제동 디스크의 표면에는 반복적인 마찰제동에 의해 열피로에 기인한 열균열이 발생하게 된다. 이러한 열균열은 제동성능 저하, 제동장치 유지보수비용 증가를 발생시키고 심지어는 대규모 열차사고의 원인으로 작용할 수도 있다. 본 연구에서는 우리나라의 새마을 및 무궁화 열차를 대상으로 고내열성을 지닌 제동 디스크 재질을 개발하기 위하여 FC280, FC250, NCM 등의 후보 재질을 선별하여 각 재질의 화학원소 성분과 비율을 결정하였다. 선별된 후보 재질로 주물 공시재를 제작하여 화학적 성분 분석, 결정 및 흑연조직 분석을 하였고 후보재질 시편에 대한 기계적 특성 시험 및 마찰특성 시험을 실시하여 현재 사용되는 제동 디스크 재질 특성과 비교하였다. 기계적 특성시험 결과 NCM이 가장 큰 인장강도를 보이나 마찰계수는 가장 작았다. 소형 다이나모 시험기에서 마찰제동 시 제동 속도 및 제동압력 변화에 대해 가장 안정적인 마찰계수를 나타내는 것은 현재의 사용품인 것으로 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제16권2호
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• pp.84-92
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• 1998

On this study, the variations of hardness and microstructure were observed at he spot-welded part of 5182 alminum alloy sheets with thickness of 1.2 mm. The hardness of spot-welded part of aluminum alloy indicated the lowest value at nugget center. Also, the position where fatigue crack exists was investigated by surveying microstructure of the spot-welded sections. Mean load-deformation diagrams were obtained from static tensile test. Fracture was occurred completely within 5 mm after transforming elastic into plastic area. Fatigue test was stopped when the specimens of fatigue test had the final displacement of 0.2mm and measured fatigue bending angle and crack length. This study utilized them, investigated the relations between fatigue bending angle and fatigue crack length and made a estimation of the fatigue fracture life of resistance spot welded part of 5182 aluminum alloy sheet. The relative equation o fatigue crack length and fatigue failure life can be represented by {TEX}$L_{C}${/TEX}=α{TEX}$N_{f}^ {β}${/TEX}.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.114-123
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• 2011

주조품 설계 및 제조에 있어서 기존의 유동 및 응고 해석뿐 아니라 최근에는 응력 해석 기법의 적용이 대두 되고 있다. 특히 자동차 산업에 있어서 부품의 경량화는 필수 불가결한 선택이며, 이는 설계자 및 제조업체에 복잡하고 얇은 알루미늄, 마그네슘 주물품에 대하여, 치수적인 문제와 강성의 문제를 동시에 해결하도록 요구하고 있다. 또한 경제적인 관점에서 긴 금형 수명이 요구되나 열 및 기계적인 피로 균열인 'heat checking'은 이러한 금형 수명을 저하시키는 가장 흔한 요소이다. 이런 무제를 해결하기 위해 해석 기법을 이용하여 주조 설계 및 공정을 최적화 함으로써 변형의 최소화 및 금형 수명의 최대화를 달성할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 기법을 성공적으로 적용하기 위해서는 주조 공정 해석, 재료 시험, 제품 설계 및 공정 최적화 설계가 통합적으로 이루어져야 한다. 본 고에서는 현재 최신 주조 해석 기법을 이용하여, 주조품 제조 공정에서 발생하는 응력과 관련된 문제들에 대한 수치해석 기법을 살펴보고, 이에 대한 리뷰를 제공하고자 한다.