• Title/Summary/Keyword: 표면 파손

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Experimental Debonding Failure Behaviors of Composite Skin-Stiffener Bonded Specimens (복합재료 스킨-보강재 접합 시편의 파손 특성에 대한 시험 연구)

  • Kim, Kwang-Soo;An, Jae-Mo;Jang, Young-Soon;Yi, Yeong-Moo
    • Composites Research
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    • v.20 no.6
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    • pp.8-14
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    • 2007
  • Debonding failure characteristics of the composite skin-stiffener specimens were experimentally investigated. The influences of bonding methods, types of stiffener shape and various secondary bonding parameters were evaluated. Present test results combined with the previous test results[1] showed that the failure displacement of the skin-stiffener specimens well evaluates the skin-stiffener debonding failure strength of the composite stiffened panels. The specimens with an open type stiffener had lower bending stiffness and larger failure displacement than those with a closed type stiffener. Secondary bonding and co-curing with adhesive had better failure strength than co-curing without adhesive film. Secondary bonded specimens failed by adhesive failure and co-cured specimens failed by delamination failure. As the bondline thickness was thinner, the skin-stiffener specimens had higher failure strength. The fillets had no influence on failure strength of the specimens. The influence of the surface roughness was shown according to types of stiffener shape.

Failure analysis of a turbo molecular pump in semiconductor equipments (반도체 장비에서 터보 분자 펌프의 파손 사례 연구)

  • Jeong, Jin-Yong;Ju, Jeong-Hun;O, Sam-Gyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.120-120
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    • 2018
  • 반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.

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Failure Characteristics of Scarf Patch-repaired Composite Single-lap Joints (스카프 패치로 수리한 복합재 단일겹침 체결부의 파손 특성 연구)

  • Kim, Choong-Hyun;Yoo, Jae-Seung;Byeon, Chang-Seok;Ju, Hyun-Woo;Park, Min-Young;Choi, Jin-Ho;Kweon, Jin-Hwe
    • Composites Research
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    • v.29 no.3
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    • pp.117-124
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    • 2016
  • The failure strength of composite single-lap joint repaired using scarf patch was investigated by test and finite element method. A total of 45 specimens were tested changing scarf ratio, stacking pattern, and defect size to study the failure strength and mode. Except for one case, all repaired specimens showed the equal or higher strength than the sound specimens and the effect of considered repair parameters was not remarkable. It was found through the failure mode inspection that the surface treatment for bonding was not enough in the case which failed at the lower load than the sound specimen. Three-dimensional finite element analysis was conducted to verify the test results. It was confirmed that the considered repair parameters do not significantly affect the stress distribution of the specimens. It was also observed that the applied tensile load is relieved passing through the overlapped region thickness of which is almost double. From this study, it is concluded that if the bonding procedure for adherends and patch including surface treatment for fabric layer is thoroughly followed, the strength of repaired single-lap joint can be restored up to the strength of sound one.

Analysis of Concrete Flexural Strength and Surface Smoothness for Concrete Pavement Performance Based Payment Regulations (콘크리트 포장의 공용성 기반 지불규정 적용을 위한 콘크리트 휨강도 및 표면 평탄성에 관한 분석)

  • Hwang, Seong-Jae;Kim, Seong-Min;Rhee, Suk-Keun
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.95-105
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    • 2009
  • This study was conducted to investigate the effects of concrete flexural strength and surface smoothness, which were pay factors of concrete pavements, on pavement performance, and to develop the methodologies to determine the proper allowable ranges according to the magnitudes of those pay factors. The concrete flexural strength was analyzed using the AASHTO, power, and linear fatigue failure models, and the surface smoothness was analyzed for the roughness indices of PSI, IRI, and PrI using the AASHTO model. The analysis results showed that the allowable range of the flexural strength should be determined using the rate between the deficiency and strength, and the penalty should be linearly proportional to the strength deficiency rate because the linear relationship between the strength deficiency rate and the reduction in pavement life was observed. As the initial surface smoothness became better, the smoothness deficiency rate should be larger. The penalty due to the surface smoothness deficiency should also be linearly proportional to the smoothness deficiency rate.

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Failure Assessment Diagrams of Semi-Elliptical Surface Crack with Constraint Effect (구속상태를 고려한 반타원 표면균열의 파손평가선도)

  • Seo, Heon;Han, Tae-Su;Lee, Hyeong-Il
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.23 no.11 s.170
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    • pp.2022-2032
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    • 1999
  • In recent years, the subject of remaining life assessment has drawn considerable attention in the power generation industry. In power generation systems a variety of structural components, such as steam pipes, turbine rotors, and superheater headers, typically operate at high temperatures and high pressures. Thus a life prediction methodology accounting for fracture and rupture is increasingly needed for these components. For accurate failure assessment, in addition to the single parameter such as K or J-integral used in traditional fracture mechanics, the second parameter like T-stress describing the constraint is needed. The most critical defects in such structures are generally found in the form of semi-elliptical surface cracks in the welded piping-joints. In this work, selecting the structures of surface-cracked plate and straight pipe, we first perform line-spring finite element modeling, and accompanying elastic-plastic finite element analyses. We then present a framework for including constraint effects (T-stress effects) in the R6 failure assessment diagram approach for fracture assessment.

Surface Failure Phenomenon Due to Head/Disk Contact (헤드/디스크의 접촉으로 인한 표면파손 현상)

  • Chung, Koo-Hyun;Moon, Jae-Taek;Lee, Jung-Kyu;Kim, Dae-Eun
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.06c
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    • pp.322-326
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    • 2001
  • Hard disk drive(HDD) consists of a head/slider system which flies over the magnetic disk at an extremely low height. As the density of HDD increases the flying height of the head needs to be decreased. This increases the chance for contact between the slider and the disk. This paper addresses some key issues related to surface failure characteristics of HDD. It is shown that flying behavior of the slider during contact-start-stop cycle can be analyzed based on different regimes of air film lubrication, experimental methods for identifying the underlying mechanisms and improving the reliability of HDD are discussed.

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Relationship between Hard Disk Surface Damage and Data Loss (하드디스크의 표면파손과 데이터 손실과의 관계)

  • 이성창;박용식;전규찬;김대은
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.17 no.2
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    • pp.35-42
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    • 2000
  • In recent years the recording density of hard disks has increased significantly largely due to the decreasing flying height. As a result of decreased flying height, the reliability issue become more critical. In this work the relationship between hard disk surface damage and data loss was investigated by using an actual hard disk drive. The purpose of this research was to identify the key factor which leads to data loss. It was shown that data loss is directly related to the physical damage of the Co-magnetic layer and there was no data loss when only carbon protective coating was damaged by the diamond tip.

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Surface damage accumulation in alumina under the repeated Inclined contact forces (수직-수평 반복하중을 받는 알루미나 표면에서의 피로손상 누적)

  • 이권용;최성종
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1999.06a
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    • pp.61-66
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    • 1999
  • 반복 응력 상태 아래서 알루미나 세라믹의 피로 표면손상 누적현상이 분석되었다. 연속 미끄럼 접촉 시에 발생하는 응력 상태를 재현하기 위해서 동시에 작용하는 수직-수평 반복 압축하중 기법이 사용되었다. 알루미나 구와 평판의 접촉면에서 알루미나 미세 결정의 피로 파손에 의한 마모 입자 형성 기구가 관찰되었고, 반복하중의 횟수와 수직-수평 하중비가 커질수록 마모량은 증가하였다. 반복 접촉하중에 의한 표면손상 누적이 접촉 수직 변위 측정으로 정량화 되었다. 두 접촉 구조물의 강성 (하중-변위 선도의 기울기) 변화가 두 재질의 탄성계수의 변화로 표현되었다.

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구름 미끄럼 타원 접촉시 피로균열 시작수명 예측

  • 김태완;이상돈;조용주
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.117-117
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    • 2004
  • 일반적으로 접촉 피로 마멸은 구름 또는 미끄럼 접촉시 작용하는 반복 응력에 의해 표면과 표면 아래에 균열이 형성되고 성장 및 합체의 과정을 거쳐 표면의 일부가 떨어져 나가는 손상으로 기어나 캠-롤러, 구름 베어링과 같이 구름-미끄럼 접촉상태로 운전하는 기계요소에서 가장 중요하게 고려되어야 할 파손 메커니즘이다. 특히 기어나 구름 베어링 같이 고주기 접촉 피로 특성을 지니는 기계요소의 수명은 피로수명 실험과 통계적 기법을 이용한 Weibull 이론을 기초로 한 수명식을 대부분 사용하고 있다.(중략)

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