• 대한기계학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.1422-1430
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• 1995

Al6061 alloy reinforced with 15 volume% of Saffil fibers was fabricated by squeeze infiltration method. Uniform distribution of reinforcements and good bondings between reinforcements and matrix alloy were found in the microstructure of composites. Comparing with A16061 matrix alloy, tensile strength and elastic modulus of $Al_{2}$O$_{3}$/Al composites were increased up to 26% and 31%, respectively. Cyclic deformation and fatigue behavior of $Al_{2}$O$_{3}$/Al metal matrix composites were studied. The specimens were cycled using tension-tension(R=0.1) loading and under load controlled fatigue test. Cyclic stress-displacement curve through fatigue test was obtained. Fatigue strength of $Al_{2}$O$_{3}$/Al composites was about 200 MPa, i.e.0.55 of applied stress level(q). During fatigue test, $Al_{2}$O$_{3}$/Al composites displayed cyclic hardening at all applied stress levels. The most of resultant displacement due to permanent plastic deformation occurred in less than the first 5% of fatigue life. Displacement-to-failure of the fatigue test was smaller than that of the tensile test because of accumulative damage by cumulative plastic deformation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권11호
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• pp.3474-3490
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• 1996

A metal matrix composites(MMCs) for A16061 reinforced with silicon carbide particles is fabricated by melt-stirring method. The primary products of MMCs billets are prepared by volume fractions 5 vol% to 20 vol% and particle size $13\mu m$ to $22\mu m$.This paper will be made to examine the microstructure and mechanical properties of fabricated $SiC_p$/Al 6061 composite by melt-stirring and squeeze casting method. The MMC billets is extruded at $500^{\circ}C$ under the constant extrusion velocity $V_e$=2mm/min using curved shape die. Extrusion force, particle rearrangement, micro structure and mechanical properties of extruded composites will be investigated. The mechanical properties of primary billets manufactured by melt-stirring and squeeze casting method will be compared with extrusion specimen. The effect of volume fraction and size of the reinforcements will be studied. The increase in uniformity of particle dispersion is the major reason for an improvement in reliability due to hot extrusion with optimal shape die. Experimental Young's modulus and 0.2% offset yield strength for the extruded MMCs will be compared with theretical values calculated by the Eshelby method. A method will be proposed for the prediction of Young's modulus and yield strength in $SiC_p$ reinforced MMCs.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권9호
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• pp.1787-1794
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• 2002

TiNi alloy fiber was used to solve the problem of the tensile residual stress as the reinforced material. TiNi alloy fiber improves the tensile strength of composite by occurring compressive residual stress in the matrix using shape memory effect. In order to generate compressive residual stress in TiNi/Al6061 shape memory alloy(SMA) composite, 1, 3 and 5% pre-strains were applied to the composite in advance. It was also evaluated the effect of compressive residual stress corresponding to the pre-strain variation and the volume fraction of TiNi alloy. AE technique was used to clarify the microscopic damage behavior at high temperature and the effect of pre-strain in TiNi/Al6061 SMA composite. The results of the microscopic damage evaluation of TiNi/Al6061 SMA composite under various pre-strain using AE technique can be divided into three stage corresponding to the AE signals. AE counts and events were useful parameters to evaluate the fracture mechanism according to the variation of pre-strain. In addition, two dimensional AE source location technique was applied for monitoring the crack initiation and propagation in composite.

• 비파괴검사학회지
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• 제13권4호
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• pp.9-17
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• 1994

초음파법은 종래의 금속재료는 물론 최근의 금속 복합재료등과 같은 신소재의 재료특성을 비파괴적으로 평가할 수 있는 일반적인 방법이다. 그러나 이와같은 재료들의 비파괴 특성 평가를 위해 초음파법을 적용시킬 경우 무엇보다도 재료 내부를 전파하는 탄성파의 전파특성에 대한 물리적 현상에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 금속 복합재료의 제조공정에서 일반적으로 많이 발생되는 기지재와 강화재 사이의 계면 문제 및 기지재에 분포하는 강화재의 체적함유율의 변화등에 의한 유효 평면파의 다중 산란 특성을 SiC 입자강화 6061 알루미늄 복합재료에 대해 Lax의 준 결정 근사(quasi-crystalline approximation) 이론 및 소감정리 (extinction theorem)를 기초로 하여 이론적으로 해석하였다. 그 결과 SiC 입자 강화재의 체적 함유율의 변화에 대한 유효 평면파의 위상속도 및 감쇠의 주파수 의존 특성과 금속복합재료에 있어서의 기지재와 강화재 사이의 계면층의 탄성특성에 대한 위상속도의 변화 특성이 명확하게 규명되었다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.37-42
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• 2007

금속복합재료에서는 강화재와 기지재 사이의 열팽창계수 차이에 의해 복합재료 내부에 잔류응력이 남아있어 복합재료 전체의 강도저하를 가져온다. 본 연구에서는 TiNi 형상기억합금을 강화재료로써 이러한 잔류응력 문제를 해결하기 위하여 이용하였다. TiNi 형상기억합금은 형상기억효과를 이용하여 복합재료의 잔류응력문제를 해결할 뿐만 아니라 복합재료의 인장강도를 증가시키는 역할을 한다. 핫프레스 방법에 의해 제작된 형상기억복합재료의 강도증가를 위하여 냉간압연을 실시하여 실험을 실시하였다. 이와 같이 제작된 형상기억복합재료의 저온에서의 미시적 손상거동을 평가하기 위하여 음향방출기법을 이용하였다. 또한 열충격을 받은 시험편의 손상에 대한 연구도 이루어졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.352-357
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• 2008

구조물의 안전 보장 문제에 있어 재료의 파손 이전에 미세균열을 검출하는 것은 매우 중요하다. 비선형 초음파 기법은 일반적인 초음파 기법보다 미세결함에 민감하기 때문에 이를 이용하여 비파괴적으로 구조물이나 재료의 건전성을 진단하는 방법이 주목받고 있다. 계면접촉에 의한 비선형 초음파 효과는 초음파가 내부의 미세 균열에 입사될 때 미세균열면에서 응력과 변위가 비선형 관계를 가지고, 이에 의해 파가 왜곡되어 그 결과 고조파 성분이 발생하는 현상이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 초음파 기법의 적용가능성을 알루미늄 시편에 인위적으로 발생시킨 피로균열을 대상으로 실험적으로 검증하고자 하였다. 이를 위해 V-노치를 갖는 A16061의 피로균열 시험편을 준비하고, 균열방향으로 2차 고조파 성분의 크기를 측정하였다. 실험결과 미세균열에서 고조파 성분이 크게 발생하며 이 기법에 의한 균열깊이 측정이 일반적인 반사파의 6 dB drop법보다 정확함을 확인하였다.