• 한국철도학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.398-403
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• 2011

균열이 용접부 내와 같은 잔류응력의 영향을 받는 곳에 존재할 경우, 균열은 닫힘균열로 존재할 수 있으며, 인장과 압축에 대하여 비대칭적인 거동을 보이게 된다. 이러한 비선형 균열에 대하여 균열면에서 발생하는 고조파를 이용한 초음파 탐지 기법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 비선형 접촉면에서 발생하는 고조파에 대한 파라미터 연구를 수행하였다. 본 연구는 일반적인 3차원 균열로 나아가기 위한 기초연구의 성격을 띄고 있다. 압축과 인장에 대해 각기 다른 선형 거동을 나타내는 접촉면을 가정하였고 1차원 문제를 고려하였다. 기본주파수 성분에 대한 2차고조파 성분의 비를 다양한 강성비, 입사파의 주파수, 접촉면의 두께에 대하여 조사 하였다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.337-344
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• 2021

본 연구에서는 복합재료 팬 블레이드 도브테일 요소의 인장하중에 따른 점진적 파손거동을 유한요소 시뮬레이션을 통한 수치적 연구를 수행하고, 인장시험을 통하여 정확도를 검증한다. 도브테일 요소는 터보 팬 엔진의 팬 블레이드를 디스크와 결합시키는 조인트의 하나로, 통상 티타늄 등의 금속 재료로 제작되나 경량화 등의 이유로 복합재료의 적용이 연구되고 있다. 하지만 복합재료를 이용한 팬 블레이드 제조과정에서 드롭오프 플라이(Drop-off ply), 수지 포켓(resin pocket) 등의 제조 결함이 필연적으로 발생한다. 이러한 제조 결함이 복합재료 팬 블레이드 도브테일 요소에 미치는 영향을 확인하기 위해 유한요소모델을 이용한 수치해석을 수행하여 예측 결과와 인장시험 결과를 비교 분석한다. 이때 층간분리(delamination) 거동을 모사 가능한 응집영역 모델을 적용하였다. 결론적으로, 열 잔류응력 및 두께방향 압축하중에 의한 계면 물성 강화 효과를 고려하여 유한요소 해석결과와 시험결과 간의 높은 상사성을 얻을 수 있었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.484-490
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• 2021

Instrumented indentation testing has been widely used for residual stress measurement. The Knoop indentation is mainly selected for determining anisotropic mechanical properties and non-equibiaxial residual stress. However, the measurement of equibiaxial stress state and compressive residual stress on a specimen surface using Knoop indentation is neither fully comprehended nor unavailable. In this study, we investigated stress conversion factors for measuring Knoop indentation on equibiaxial stress state through indentation depth using finite element analysis. Knoop indentation was conducted for specimens to determine tensile and compressive equibiaxial residual stress. Both were found to be increased proportionally according to indentation depth. The stress field beneath the indenter during each indentation test was also analyzed. Compressive residual stress suppressed the in-plane expansion of stress field during indentation. In contrast, stress fields beneath the indenter developed diagonally downward for tensile residual stress. Furthermore, differences between trends of stress fields at long and short axes of Knoop indenter were observed due to difference in indenting angles and the projected area of plastic zone that was exposed to residual stress.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.377-386
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• 2015

본 연구에서는 공칭인장강도 800MPa급 고강도강재(HSA800)로 제작된 중간주의 중심압축실험을 통해 좌굴강도를 평가하여 현행 구조설계기준(KBC2009, 2010 AISC-LRFD) 기둥곡선의 비탄성영역 적용성 여부를 검토하였다. 강도로 무차원화한 판폭두께비와 판단부 지지조건 및 기둥 세장비를 변수로 하였으며, 고강도강재와 일반강재의 좌굴거동 차이 여부를 확인하기 위해 일반강재(SM490)로 제작된 비교실험체를 포함시켰다. 실험결과 중심압축을 받는 모든 HSA800 중간주 실험체는 현행 강구조기준의 설계좌굴강도를 충분히 발휘하였으나 일부 SM490 실험체는 설계강도를 하회하였다. 이는 고강도강재의 잔류응력에 의한 강도저하가 일반강재에 비해 작기 때문으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.443-449
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• 2012

Ti-6Al-4V 재에 다양한 표면처리방법을 통하여 나노스킨화된 피로시험편을 제작하고 회전굽힘피로 시험과 축하중 인장압축피로시험을 수행하였다. 특히 S-N 곡선에서 초음파나노표면개질(UNSM)법은 국내특허기술로 다른 처리법들보다 우수한 결과를 보였고, UNSM 처리된 직경 5 mm 재는 6 mm 티타늄재를 대치 가능할 성능을 얻었다. UNSM 처리된 $10^6$ 사이클 이상의 장수명영역에서 피로강도가 크게 향상되는 시험결과를 얻었다. 균열발생 패턴의 분석을 통하여 Ti-6Al-4V 재는 응력의 작용형태에 따라 표면균열발생형(surface originating crack type)과 내부균열발생형(interior originating crack type)인 어안균열(fish eye crack)이 발생하는 메커니즘을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권2호
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• pp.378-385
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• 2000

Fracture resistance (J-R) curves, which are used for elastic-plastic fracture mechanics analyses, decreased under tension-compression loading condition. This phenomenon was proved by several former researches, but the causes have not been clear yet. The objective of this paper is to investigate the cause of this phenomenon. On the basis of fracture resistance curve test results, strain hardening hypothesis, stress redistribution hypothesis and crack opening hypothesis were built. In this study, hardness tests, Automated Ball Indentation(ABI) tests, theoretical stress field analyses, and crack opening analyses were performed to prove the hypotheses. From this study, strain-hardening of material, generation of tensile residual stress at crack tip, and crack opening effects are proved as the causes of the decrease hypothesis.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.197-200
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• 2006

The portion of thin plate is expected to increases as to the development of design and fabrication technology. The weld-induced deformation is more serious in thin plates than in thick plates because heat affect zone of thin plates is wider than that of thick plates, and in addition internal and external constraints much more influence upon weld-induced deformation of thin plates. This paper deals with the application of the mechanical tensioning method to fillet weld of thin plates to reduce the weld-induced deformation. For this, fillet welding test have been carried out for several thin plate specimens with varying plate thickness and magnitude of tensile load. From the present study, it has been found that the tenssoning method is effective on reduction of weld-induced deformation.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.590-597
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• 2007

The portion of thin plate is expected to increases as to the development of design and fabrication technology. The weld-induced deformation is more serious in thin plates than in thick plates because heat affect zone of thin plates is wider than that of thick plates, and in addition internal and external constraints much more influence upon weld-induced deformation of thin plates. This paper is aimed at applying the mechanical tensioning method to fillet weld of thin plates to reduce the weld-induced deformation. For this purpose, fillet welding tests have been carried out for several thin plate specimens with varying plate thickness and magnitude of tensile load. From the present study, it has been found that the tensioning method is effective on reduction of weld-induced deformation.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권5호
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• pp.504-508
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• 2007

In the case of thin plate blocks, buckling deformation due to longitudinal shrinkage is the most important weld-induced deformation. This paper is concerned with developing the formula to predict the longitudinal shrinkage due to welding, in which mechanical tension effect in welding direction is accounted for. For this purpose, bead on plate welding test has been carried out for the 27 thin plate specimens with varying welding conditions and magnitude of tensile load. Empirical formula of predicting the longitudinal shrinkage has been derived based on the results of welding test, in which effect of mechanical tension is included. The derived formula can be usefully used in predicting the level of tensile load to reduce the longitudinal shrinkage.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.911-917
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• 2010

본 연구에서는 열적-기계적 주기하중을 받고 있는 엔진 배기매니폴드에 대해서 열응력 해석방법과 열피로수명 예측과정을 제시하였다. 즉, 파손현상이 복잡한 배기시스템의 효율적인 유한요소 모델링 방법과 온도 의존성 재료의 시험결과를 이용한 해석 데이터 구성, 그리고 열사이클 하중에 대한 열응력 및 파손 예측방법을 디젤엔진의 배기매니폴드에 대해서 나타내었다. 일반적으로 배기매니폴드의 파손 취약부에서는 고온영역에서 큰 압축소성변형이 발생하고 냉각시에는 인장의 잔류응력이 나타난다. 따라서 이같은 응력과 변형률의 이력곡선으로부터 소성변형의 진폭 또는 소성에너지의 크기를 얻을 수 있으며 이를 통해서 피로수명을 예측할 수 있다.