• 제목/요약/키워드: 초소성

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초소성 성형/확산접합 공정의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Superplastic Forming/Diffusion Bonding Processes)

  • 홍성석;김용환
    • 소성∙가공
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    • 제5권1호
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    • pp.37-46
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    • 1996
  • Superplastic forming/diffusion bonding (SPF/DB) processes were analyzed using a rigid visco-plastic finite element method. The optimum pressure-time relationship for a target strain rate and thickness distributions were predicted by two-node line elements based on the membrane approximation for plane strain. Material behavior during SPF/DB of the integral structures having complicated shapes was investigated. The tying condition is employed for the analysis of inter-sheet contact problems. A movement of rib structure is successfully predicted during the forming.

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AS 스크류 수차를 활용한 초소수력 발전기 개발 (Development of Micro-Hydro power generator using AS screw Turbine)

  • 이효상;강동윤;이재일;이현석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.122-122
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    • 2022
  • 기후변화 대응 및 탄소 저감 노력의 일환으로 신재생에너지의 개발 및 활용이 전 세계적으로 활발하며, 우리나라에서도 2050년 탄소중립 달성을 위하여 친환경 에너지 시스템 구축에 많은 노력을 기울이고 있다. 전통적인 재생에너지인 수력은 발전의 효율성, 안정성과 발전 제어의 용이함 때문에 널리 사용되고 있으나, 경제성을 확보하기 위한 댐, 보의 설치 및 대규모 발전설비가 필요하여, 생태계, 환경 파괴 등의 문제점 등을 수반하여, 최근 들어 대규모 사업이 이루어지지 못하고 있다. 이러한 흐름에 따라 최근에는 유럽을 중심으로 친환경 소수력 발전으로 회전 나선형 아르키메데스 수차를 활용한 소수력 발전의 적용이 이루어지고 있으며, 특히 2000년대 이후 독일을 중심으로 활발히 개발되고 있다. 또한 휴대용 초소수력 발전은 새로운 산업분야로 민간용 초소수력 발전기의 개발 및 판매가 국내외에서 증가하고 있으며, 우리나라에서도 자연 하천 환경에 활용 가능한 초소수력 발전의 필요성이 꾸준히 제기되고 있다. 본 연구에서는 저유량 및 저낙차에 적용 가능한 '초소형 회전 나선형 아르키메데스 수차', 초소형 발전에 적합한 '발전기 및 발전시스템', 자연환경을 훼손하지 않는 친환경 '유도수로'로 구성되어, 원하는 하천이나 수로 등에 손쉽게 설치 가능한 초소형 소수력 발전시스템을 개발하였다. 회전 나선형 아르키메데스 수차는 3D프린터로 제작한 후, 강화 코팅제를 도포하여 내구성을 확보하였다. 상용 AC발전기, 소형 발전기용 '발전기 및 발전시스템'을 적용하고, 콘트롤 보드를 맞춤형으로 제작하여 경제성을 확보하였다. 이러한 발전 시스템은 개발 테스트 중에 있으며 향후 방류수로, 하수구 등 현장 적용을 준비 중에 있다.

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초소성/확산접합 기술을 이용한 티타늄 샌드위치 경량구조물 제작 (Fabrication of Lightweight Sandwich Structural Components with Superplastic Forming/Diffusion Bonding Technology)

  • 이호성;윤종훈;이영무;신동혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.778-782
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    • 2007
  • 본 연구에서는 초소성성형/확산접합 기술을 이용하여 티타늄 부품의 설계 및 성형 공정을 개발하였다. 초소성성형/확산접합 기술은 제작비용 및 무게를 감량할 수 있는 첨단기술로서 우주항공선진국에서는 이미 실용화하여 전투기, 우주왕복선의 부품 제작에 사용하고 있다. 난 가공성 재료로 알려진 티타늄 합금을 유한요소법을 사용하여 초소성성형중의 거동을 예측하였고, 3장의 Ti-6Al-4V판재를 사용하여 티타늄 경량 샌드위치 패널의 제작공정을 확립하였다. 제작한 부품의 평가결과 이론적인 예측과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

초소형 기어 제조를 위한 초소성 재료의 미세압출 (Superplastic Microextrusion for Microgears)

  • 김재연;주세민;김호경
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • Fine grained superplastic Zn-22%Al alloy was extruded using a laser machined micro-die to produce a micro-gear shaft. Extrusion process was conducted under a constant pressure at constant temperatures ranging from 503 to 563K. Laser machining was capable to machine a micro-die with close tolerances and adequate surface quality. The extrusion rate increased with extrusion load under constant extrusion temperature. The rate reached a steady state and became constant after a certain period. There was a small instantaneous stroke on application of the load and then a very brief primary stage which preceded steady-state flow. The micro-extrusion process was proven to produce a micro-gear shaft successfully using a fine grained superplastic Zn-22%Al alloy.

3극형 CNT 에미터가 장착된 초소형 X선 튜브의 제작 및 결함 분석

  • 강준태;김재우;정진우;최성열;최정용;안승준;송윤호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.263.1-263.1
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    • 2013
  • 탄소나노튜브(CNT)를 이용한 초소형 X선 튜브는 근접 암치료, 비파괴 X선 영상 장치, 휴대용 X선 분광계 등에서 X선 발생소스로 많이 연구되고 있다. 2극형 CNT 에미터의 경우 구조가 단순하여 초소형 X선 튜브에 쉽게 장착할 수 있지만 아노드의 전압과 전류가 연동되기 때문에 튜브의 조작성이 제한적이다. 3극형은 상대적으로 복잡한 구조이고, CNT에서 방출된 전자가 게이트 전극으로 흐르는 누설 전류 그리고 절연체와 충돌하여 차징을 발생시킬 수 있기 때문에 직경이 좁은 초소형 X선 튜브에 구현하기가 쉽지 않다. 하지만 초소형 X선 튜브를 다양한 X선 장치에 응용하기 위해서는 아노드 전압과 전류의 독립된 조작이 가능한 3극형 CNT 에미터가 반드시 구현되어야 한다. 본 발표에서는 전자빔의 아노드 집속을 강화하고 절연체에서의 차징을 줄이는 포커싱 기능의 게이트(FFG) 구조를 제안하였고. 이를 적용하여 초소형 X선 튜브들을 제작하고, 분석하였다. FFG 구조가 성공적으로 적용된 초소형 X선 튜브는 게이트 누설 전류 없이 뛰어난 전류 및 X선 방출 특성을 보였다. 이와는 달리, 몇몇 초소형 X선 튜브들에서는 게이트 누설 전류가 나타났고, 아노드 전압에 의한 게이트 전압 상승이 발생하여 불안정한 구동 특성을 보였다. 초소형 X선 튜브를 밀봉하지 않고 진공 챔버에서 실험한 결과, 유도된 게이트 전압은 상당한 시간이 흐르거나 진공챔버에 공기를 주입하고 다시 진공상태로 만들면 유도전압이 제거되는 것을 볼 수 있었다. 결론적으로 CNT에서 방출된 전자빔이 정상궤도를 벗어나 게이트 누설전류와 차징에 의한 게이트 유도전압을 발생시키면 초소형 X선 튜브가 불안정한 구동을 하고, 결국 튜브의 심각한 결함으로 나타나게 된다. 즉, 게이트 누설 전류와 유도된 게이트 전압은 3극형 CNT 에미터가 장착된 초소형 X선 튜브의 디자인과 제작에 있어서 성공 기준이 될 수 있다.

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