• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.34-37
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• 2009

본 논문에서는 원자적 계산(atomistic calculation)을 이용한 나노박막의 평형상태(self-equilibrium state)에 대한 해석기법을 제시한다. 두께가 얇은 나노박막은 표면 응력(surface stress)에 의한 영향으로 원자간 거리가 벌크상태의 거리보다 작아진다. 두께가 얇은 나노박막에서의 원자 사이의 거리는 표면 응력과 탄성계수들의 표현식으로 계산이 가능하며, 본 논문에서는 {100}, {111}, {110} 표면을 가지는 나노박막의 평형상태의 해석을 위한 해석적 방법을 제시한다. 원자 사이의 거리를 계산하기 위해서는 보다 정확한 표면 응력의 계산방법이 필요하다. 본 연구에서는 나노박막의 평형상태에 대한 해석을 위해 surface relaxation model을 제시하고, 이 모델을 이용하여 표면응력(surface stress)과 표면강성계수(surface stiffness tensor)와 같은 surface parameter의 계산을 수행한다. 본 논문에서 제시된 surface relaxation model을 검증하기 위하여 분자동역학 전산모사(molecular dynamics simulation)의 수치 결과를 제시하고, 본 연구에서 계산한 equilibrium strain과 비교 검증한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.761-768
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• 1990

본 연구에서는 4-점 굽힘시험 장치를 이용하여 구멍의 표면에서 응력구배를 발생시켰을 때 (구멍의 깊이 방향으로는 응력구배가 없음), 구멍을 뚫기전 표면의 응 력구배를 고려하여 산정한 하중상태와 구멍을 뚫은 후 이완되는 잔류응력을 비교하였 다. 또한 잔류응력 측정시 구멍의 진원도에 대하여 실험적으로 연구하였으며, 구멍 직경의 측정오차가 잔류응력 측정에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과 4-점 굽힘 시험시 하중상태는 응력구배를 고려하여 계측되어야 하며, 응력구배장에서의 잔류응력 을 로젯트 게이지 중심에 존재하는 균일응력으로 나타낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.257-264
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• 1986

무한평판에 묻혀진 크랙에 대한 응력확대계수를 결정하는 전위분포법을 반무한 평판에서의 표면크랙에 확장 적용하였다. 이를 위해 반평면에서의 전위응력의 기본 해가 간단한 복소수 응력함수형태로 얻어졌다. 평형을 이루는 절편적인 분포로부터 응력확대의 계수를 계산하는 새로운 방식을 제안하였으며, 수직표면 크랙과 묻혀진 경사크랙에 대한 기존해와 이 방법의 결과가 상호 비교되었다. 경사진 표면크랙에 대한 계산결과는 유한평판에서의 기존하는 Mapping Collocation 해석과 비교되어 좋은 일치를 보여 주었다. 구부러진 크랙과 대칭으로 가지친 크랙에 대해서는 표면크랙과 묻혀진 크랙사이에 상당한 차이가 있음이 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.63-63
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• 2008

Volmer-Weber 형의 성장을 하는 구리박막은 두께 증가에 따라 초기 압축, 인장, 2차 압축응력의 독특한 3단게 응력거동을 보인다. 인장응력의 경우 일반적으로 박막 두께 증가에 따른 과잉 부피를 줄이기 위해 결정립 성장 및 결정립 병합이 인장응력을 일으킨다고 보고되고 있다. 박막 증착시 결정립 크기는 증착속도, 증착된 원소의 이동도, 섬의 핵생성 속도 등 여러 가지 인자의 상호작용에 의해 결정되므로, 본 연구에서는 각각 다른 표면조도를 갖는 기판을 사용하여 결정립 성장 및 결정립 병합을 다르게 함으로써 고유인장응력 기구를 밝히고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.110-117
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• 1997

Alloy 690 제1열 시제 전열관을 U 굽힘 가공할 시 전열관에 도입된 표면 잔류응력 및 굽힘 단면에서 치수변화 (벽두께, 진원도)를 위치별로 측정하여 평가하였다. 외측호(extrados)의 표면 잔류응력은 $\psi$=0$^{\circ}$에서 축 방향 응력이 -319 MPa (압축)로 가장 높았으며, 내측호(intrados)는 $\psi$=0$^{\circ}$, 160$^{\circ}$ 위치인 천이영역 부관에서 응력 변화가 크게 되는 경향을 보였다 측면(flank)은 인장 잔류응력으로 $\psi$=90$^{\circ}$(apex)에서 최대 190 MPa 로 축방향 응력으로 나타났다. 잔류응력치는 벽두께 보다는 진원도 변화와 일치되어 나타났으며, 시제 전열관의 벽두께 및 진원도는 ASTM의 치수 허용치 내에 포함되는 것으로 평가되었다. 잔류응력 측정은 스트레인 게이지를 이용한 구멍뚫기 방법 (Hole-Drilling Method)을 사용하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.291-296
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• 2006

표면파를 이용하여 쇼트피닝된 Al 7075 합금의 잔류응력 분포를 평가하고자 하였다. 재료 내 표면층에 대한 잔류응력분포를 달리하기 위해서 피닝볼의 속도를 30m/s로 하여 쇼트피닝을 수행하였다. 표면파의 속도는 초음파현미경을 이용하여 V(z)곡선법으로 측정하였다. 쇼트피닝 후 비커스경도를 측정한 결과 쇼트피닝에 의한 소성변형으로 0.25mm 깊이까지 가공경화가 나타났다. 압축잔류응력이 증가하면서 표면파의 속도는 증가를 하였고 인장잔류응력이 작용할수록 표면파의 속도가 감소하였다. 표면파의 속도 변화는 X선 회절에 의해 측정한 잔류응력 변화와 밀접한 연관성을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.543-547
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• 2011

원자력발전소의 이종용접부에서 일차응력부식균열이 발생하고 있으며 용접부의 잔류응력이 균열발생 및 성장에 기여할 수 있다. 용접부의 잔류응력은 기본적으로 용접에 의해 형성되지만 기계가공에 의해 표면잔류 응력상태가 변화할 수 있다. 본 논문에서는 기계가공이 원전재료인 SA508과 오스테나이트 스테인리스강에 표면잔류응력에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해 SA508, TP304, F316L 재료를 연마, 연삭, 방전가공으로 가공한 후 표면에 형성되는 잔류응력을 측정하였다. 측정방법은 구멍뚫기법과 엑스선회절법을 사용하였다. 기계가공방법에 따라 각 재료에 미치는 잔류응력의 크기 및 방향, 잔류응력이 형성되는 깊이 등의 특성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.253-256
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• 2011

본 논문에서는 표면효과와 비선형 탄성효과를 고려한 FCC 나노박막의 순차적 멀티스케일 해석 모델을 제시한다. 표면에서의 구성방정식은 표면응력과 표면탄성계수를 이용하여 선형으로 표시되며, 표면효과를 나타내기 위한 표면물성들은 EAM 포텐셜을 이용한 원자적 계산 방법으로 계산된다. 두께가 얇은 나노박막은 표면응력으로 인하여 면내 방향으로 수축 또는 인장의 변형이 발생하게 된다. 나노박막의 평형상태에서의 변형율은 두께가 얇은 박막의 경우 재료가 선형 탄성 영역을 벗어나는 값을 가지는 경우가 많으므로 나노박막의 해석시 벌크 영역의 비선형 탄성 효과를 고려해야 한다. 이러한 비선형 탄성 효과를 고려하기 위해 본 연구에서는 FCC 구조를 가지는 금속의 비선형 탄성 모델을 제시하고, EAM 포텐셜로 계산된 응력과 탄성 계수를 이용하여 매칭 기법을 통하여 비선형 탄성 모델의 계수들을 결정한다. 또한 Cauchy-Born Rule 모델과 분자동역학 전산모사를 통하여 본 연구에서 제안된 비선형 탄성 모델에 대한 검증을 수행한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.76-76
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• 2017

Ni-Ti 파일은 근관치료 시 근관형성에 사용되며 근관계 내 조직 잔사와 세균 을 포함한 모든 내용물을 제거하고 미세누출이 생기지 않도록 성공적으로 근관충전을 할 수 있는 근관의 형태를 만드는데 사용된다. Ni-Ti 파일은 수동형 파일처럼 날이 풀어지거나 예각으로 꺾이는 등 시각적으로 나타나는 파일의 피로도나 손상정도를 인지하기 어려워 파일이 근관 내에서 부러지는 것을 막기가 어렵다. Ni-Ti 파일은 육안으로 관찰 할 수 있는 구부러짐이나 풀림 등의 소성변형 없이 기구의 탄성한계 내에서 갑작스럽게 파절되는 경우가 있는데, 이는 만곡 근관 내에서 기구가 회전하는 동안 만곡의 안쪽에는 압축응력이, 만곡의 바깥쪽에는 인장응력이 반복적으로 가해짐으로써 파절의 표면에 미세 파절과 균열이 발생하고 전파되어 결국 피로파절(fatigue fracture)을 야기하게 된다. 또한 Ni-Ti파일이 반복응력을 받으면 균열이 형성되면서 파절이 야기되며 연성파절(ductile fracture) 양상을 나타낸다고 보고하였다. Ni-Ti 파일을 이용한 피로파절에 대한 이전의 연구에서는 파일의 직경이나 경사도 (taper), 단면 형태 및 회전속도, 표면결함 등이 파절에 영향을 미친다고 보고되고 있다. 사용하지 않은 Ni-Ti파일을 구부려 응력을 가 한 상태에서 주사전자현미경으로 관찰한 결과 기계 가공 과정에서 발생한 균열, 미세 결함, 긁힌 자국 및 불균질성 등이 원인으로 알려져 있다. 따라서 본 연구발표에서는 표면결함을 최소화하고 기구의 회전응력 하에서 피로파절저항성을 향상시키기 위한 방법에 대하여 알아보고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.55-62
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• 2009

강교 제작에는 강재 표면의 이물질 제거와 피복방식재료의 부착성 증대를 위하여 블라스트 표면처리가 실시되고 있다. 블라스트 표면처리는 쇼트나 그릿 등의 연마재를 압축공기로 분사하여 강재 표면에 충격을 가하는 표면처리법으로, 블라스트 처리에 의해 표면형상이 개선되고 압축잔류응력이 도입되어 용접이음의 피로수명이 향상될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 하중비전달형 십자필렛 용접이음의 피로실험을 실시하여, 블라스트 표면처리가 용접이음의 피로거동에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 피로실험에는 용접 후 무처리 시험편(용접 그대로), 용접 후 블라스트 표면처리 한 시험편과 블라스트 처리 후 열처리에 의해 잔류응력을 제거한 시험편의 합계 3종류의 용접시험편을 대상으로 하였다. 그 결과 블라스트 표면처리에 의해 용접지단부의 곡률반경은 약 29% 증가하였으며, 용접지단부의 인장잔류응력이 제거되고 압축잔류응력이 도입되었다. 그리고 블라스트 처리에 의해 피로수명과 피로한계가 증가하였다. 피로수명은 응력범위가 낮을수록 더 크게 증가하였고, 피로한계는 약 1.5배 증가하였다.