• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.8
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• pp.789-798
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• 2013

The procedures and relevant programs developed for analyzing mechanical load data of wind turbine generator systems, which are obtained through type certification tests, are verified. The following issues according to IEC 61400-13 are covered in the developed programs: data validation, time series analysis, summary load statistics, generation of fatigue load spectra, and estimation of equivalent loads. A capture matrix for normal power production is generated to determine whether the collected data sets are sufficient to carry out fatigue analysis. Fatigue load spectra are obtained through the rainflow counting method using 50 load ranges; finally, equivalent loads are calculated using different S-N curve slopes, m, according to the relevant materials. Case studies are performed using aero-elastic simulation data of the NREL 5 MW baseline wind turbine with a monopile foundation.

• Composites Research
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• v.27 no.3
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• pp.83-89
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• 2014

The purpose of this study is to improve the strength and thermal conductivity of polybutylene terephthalate (PBT) by embedding various additives. Specimens were prepared using PBT pellets embedded with glass fibers (GF) and boron nitride (BN) powders. The test results showed that tensile strength decreased, and thermal conductivity increased with increasing BN contents. with thermal shock cycles conducted, unfilled PBT showed a considerable decrease in failure strain and strength, whereas strength and thermal conductivity of glass fiber and BN particle-embedded PBT had little differeces. With increasing BN, the thermal conductivity of PBT composites was highly improved.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.29 no.5
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• pp.450-457
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• 2009

Periodical thermal shock can introduce defects in thermal barrier coating made by layers of CoNiCrAlY bond coating(BC) and $ZrO_2-8wt%Y_2O_3$ ceramic top coating(TC) on Inconel-738 substrate using plasma spraying. Thermal shock test is performed by severe condition that is to heat until $1000^{\circ}C$ and cool until $20^{\circ}C$. As the number of cycle is increased, the fatigue by thermal shock is also increased. After test, the micro-structures and mechanical characteristics of thermal barrier coating were investigated by SEM, XRD. The TGO layer of $Al_2O_3$ is formed between BC and TC by periodical thermal shock test, and its change in thickness is inspected by eddy current test(ECT). By ECT test, it is shown that TGO and micro-crack can be detected and it is possible to predict the life of thermal barrier coating.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.12-12
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• 2009

터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.10
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• pp.1185-1191
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• 2014

Gas turbine blades that have complex geometry of the cooling holes and cooling passages are usually subjected to cyclic and sustained thermal loads due to changes in the operating characteristic in combined power plants; these results in non-uniform temperature and stress distributions according to time to gas turbine blades. Those operation conditions cause creep or thermo-mechanical fatigue damage and reduce the lifetime of gas turbine blades. Thus, an accurate analysis of the stresses caused by various loading conditions is required to ensure the integrity and to ensure an accurate life assessment of the components of a gas turbine. It is well known that computational analysis such as cross-linking process including CFD, heat transfer and stress analysis is used as an alternative to demonstration test. In this paper, temperatures and stresses of gas turbine blade were calculated with fluid-structural analysis integrating fluid-thermal-solid analysis methodologies by considering actual operation conditions. Based on analysis results, additionally, the total lifetime was obtained using creep and thermo-mechanical damage model.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.20 no.1 s.69
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• pp.62-67
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• 2005

An eccentrically-loaded single edge crack tension specimen (ESET) is similar to a compact tension(CT) specimen loaded in tension-tension. The standard ESET specimen exhibits advantages over other types of cracked specimen, such as n, single-edge crack, and middle-crack tension specimen. The details of ESET specimen configuration, test procedure, and calculations are described in ASTM E647 standard. However, a difficulty in attaching COD gage to the knife-edge on the front foe of the specimen can be found when the size of ESET specimen is small for rapid cooling and heating in thermal fatigue testing. The finite element analysis is performed for the ESET specimen with projected knife-edge on the front foe and a crack-length-compliance equation is suggested for the new specimen configuration. Calibration test are conducted with 347 stainless steel to compare the measured crack length with the calculated crack length from the suggested compliance expression. The test results showed good agreements with those of analysis.

• 기계와재료
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• v.23 no.3
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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.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.11
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• pp.859-866
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• 1994

석유화학플랜트에서 운용되는 반응로, 저장탱크, 열교환기 등의 압력용기 그리고 배관 등의 시 설물은 장기간 사용함에 따라 고온, 고압, 부식성 분위기, 열응력, 피로 등 여러 가지 요인으로 경년열화되어 노후화 된다. 일반적으로 이들 설비들에서 작용하는 유체나 가스의 누출은 화재나 폭발과 같은 재해 뿐만아니라 주위 환경을 오염시켜 공해를 유발하게 되며, 이들 시설물에 대한 신뢰성 및 안전성 확보는 국가기간 산업에서 매우 중요하며 이와 관련된 장치의 설계, 시공 뿐만 아니라 시험검사 및 평가기술 측면에서도 중요시되고 있다. 플랜트 시설물에 대한 가동중 주기적인 안전진단은 현상의 파악 뿐만 아니라 인명과 재산의 손실을 미연에 예방하고 경제적 이고 효율적인 운영계획 수립에 필수적인 것이다. 이 글에서는 국내 석유화학플랜트의 검사현 황을 알아보고 앞으로 플랜트의 효율적 운영 및 안전 운전을 위한 가동중검사 기술 및 개선대 책에 대하여 기술하고자 한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.33 no.3
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• pp.321-326
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• 1996

Thermal fatigue test and stress analysis of Si3N4 and metal swirl chamber were carried out to investigate the reliability of the swirl chambers. Conditions of the thermal fatigue test were severer than those in real engine and FEM was used to analize the stress distribution in the swirl chambers. Fatigue cracks of the maximum length 2.4 mm and deformation were occurred at the corner of the jet in metal swirl chamber but not observed in Si3N4 swirl chamber. Maximum tensile stress in Si3N4 swirl chamber calculated by FEM was 300 MPa.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.76-82
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• 2000

It is well known that during the oxygen cutting process residual thermal stresses are produced in weldment. The local non-uniform heating and subsequent cooling which takes place during any welding process causes complex thermal strains and stresses to finally lead to residual stresses exceed to the yield stress. High tensile stresses combined with applied structural load in the region near the welded joint can given rise to distortion brittle fracture change of the fatigue strength and stress corrosion cracking. The appropriate treatment of the welded component which reduces the peak of he welding residual stresses is believed to lower risk of the fracture during the service of the structure. In this study the impact loading in oxygen cutting frame was applied to reduce the residual stress. After applying the impact loading redistribution of resid-ual stress was measured by cutting method and the effect of fatigue was tested.