• 대한기계학회논문집A
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• 제27권11호
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• pp.1979-1985
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• 2003

Fretting is a kind of surface degradation mechanism observed in mechanical components and structures. The fretting damage decreases in 50-70% of the plain fatigue strength. This may be observed in the fossil power plant and the nuclear power plant used in special environments and various loading conditions. The thermal degradation of material is observed when the heat resisting steel is exposed for long period time at the high temperature. In the present study, the degraded 1Cr-0.5Mo steel used for long period time at high temperature (about 515$^{\circ}C$) and artificially reheat-treated materials are prepared. These materials are used for evaluating an effect of thermal aging on the fretting fatigue behavior. Through the experiment, it is found that the fretting fatigue endurance limit of the reheat-treated 1Cr-0.5Mo steel decreased about 46% from the non-fretting fatigue endurance limit, while the fretting fatigue endurance limit of the degraded 1Cr-0.5Mo steel decreased about 53% from the non-fretting fatigue endurance limit. The maximum value of fatigue endurance limit difference is observed as 57%(244 MPa) between the fretting fatigue of degraded material and non-fretting fatigue of reheat-treated material. These results can be a basic data to a structural integrity evaluation of heat resisting steel considered to thermal degradation effect.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.439-446
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• 2010

파괴역학을 적용하여 고속 회전 원통 용기의 파손 원인을 분석하였다. 파괴역학을 적용하여 고속회전 원통 용기의 파손 원인과 파손 과정을 상세하게 분석하였다. 파손 해석과 수명 해석을 수행하는데 필요한 정보인 원통 용기 제작 당시 사용한 재료의 파괴역학적인 물성치를 포함하는 피로 파손 해석 과정을 요약하였다. 원통 용기에 발생하는 이론적 원통 용기최대응력의 크기와 가동조건 하에서 발생한 결과를 비교하였다. 시편의 파면을 OM과 SEM으로 관찰하여 피로 균열 전파 개시 지점을 찾고, 균열전파의 거동을 규명한 후 피로균열전파 수명을 산정하였다. Paris model 을 적용하여 산정된 피로수명과 고속 회전 원통 용기의 실제 피로 수명을 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권8호
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• pp.693-701
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• 2016

본 논문에서는 파괴역학적 방법으로 노치 결함을 평가해 보았다. 인장 하중과 굽힘하중이 작용하는 중앙 균열, 모서리 균열 평판 구조물을 바탕으로 노치 크기를 달리하며 한계하중 및 에너지해방률을 유한요소 해석의 J-적분으로 도출하였다. 노치의 반경이 커짐에 따라 한계하중은 큰 변화가 없었으며, 에너지해방률는 커지는 양상을 보였다. 노치 반경에 따른 재료 파괴인성($J_{IC}$)측정을 위해 실험을 대신한 유한요소 연성파손 모사기법을 사용하였다. 그 결과 노치 크기 증가에 따른 에너지해방률 증가량 대비 파괴인성($J_{IC}$) 증가량이 더욱 큰 양상을 보였다. 이런 결과를 통해 노치 반경이 커질수록 균열 진전에 대한 저항성이 커진다는 사실을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권8호
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• pp.1398-1408
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• 2003

Tensile and LCF(low cycle fatigue) tests were carried out in air at wide temperature range 20$^{\circ}C$-750$^{\circ}C$ and strain rates of 1${\times}$10$\^$-4//s-1${\times}$10$\^$-2/ to ascertain the influence of strain rate on tensile and LCF properties of prior cold worked 316L stainless steel, especially focused on the DSA(dynamic strain aging) regime. Dynamic strain aging induced the change of tensile properties such as strength and ductility in the temperature region 250$^{\circ}C$-600$^{\circ}C$ and this temperature region well coincided with the negative strain rate sensitivity regime. Cyclic stress response at all test conditions was characterized by the initial hardening during a few cycles, followed by gradual softening until final failure. Temperature and strain rate dependence on cyclic softening behavior appears to result from the change of the cyclic plastic deformation mechanism and DSA effect. The DSA regimes between tensile and LCF loading conditions in terms of the negative strain rate sensitivity were well consistent with each other. The drastic reduction in fatigue resistance at elevated temperature was observed, and it was attributed to the effects of oxidation, creep and dynamic strain aging or interactions among them. Especially, in the DSA regime, dynamic strain aging accelerated the reduction of fatigue resistance by enhancing crack initiation and propagation.

• Composites Research
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• 제31권1호
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• pp.8-11
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• 2018

섬유강화 복합재료 제조 방법 중 sheet molding compound(SMC)는 자동차에 적용 가능성이 가장 높은 소재이다. 본 연구에서는 저비중 필러인 유리버블과 강화재인 유리섬유를 사용하여 물성이 저하되지 않으면서 낮은 비중을 나타내는 SMC의 제조를 위한 최적의 배합비에 대해 연구하였다. SMC 내부에 유리섬유의 혼입양이 증가할수록 강도가 향상하였고, 유리버블의 혼입양이 증가할수록 비중이 낮아졌다. 최적의 배합에서는 비중이 낮아지면서 물성이 향상되는 시너지 효과가 나타남을 발견하였다. 이러한 시너지 효과는 유리버블의 크랙 전파의 분산효과와 유리버블의 혼입에 따른 섬유와 매트릭스의 결합력의 향상에 기인한 것임을 내부구조 분석을 통해 확인하였다.

• 지질공학
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• 제6권2호
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• pp.59-64
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• 1996

암석 시료가 파괴될 때에 발생되는 AE신호는 미세한 균열 발생시의 갑작스런 변형에너지 해바에 기인한다. 압전 압력형 탐촉자와 다채널 기록장치를 이용하여 AE 신호파를 기록하여 분석하므로 외적인 하중조건과 그에 따른 미세균열의 특징에 대하여 연구하였다. 연구결과 미세균열의 체적은 수 $\mu\textrm{m}^3$ 내지 $150,000\mu\textrm{m}^3$로 산출되어서 그 크기가 넓은 범위로 분포하였고 인장형 미세균열이 대체적으로 전단형 보다 큰 체적을 보였다. 또한, 균열원에서의 에너지 강도는 모드 I 하중조건하에서 발생하는 AE 신호가 혼합모드 조건하에서 발생한 신호보다 약 3배정도 크게 나타났으나,시료가 파괴되는 동안 기록된 AE 신호의 숫자는 반대로 모드 I의 경우가 혼합모드의 25%에 불과하였다. 이러한 사실은 같은 크기의 파괴면을 형성하는데 필요한 에너지 요구량이 대체적으로 동일함을 암시하는 것으로 보인다.

• 터널과지하공간
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• 제9권1호
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• pp.64-71
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• 1999

균열면을 제어하는 발파방법의 하나로서 노치성형 발파공을 이용한 방법의 균열발생 특성을 2차원 및 3차원 유한요소 해석방법을 이용하여 고찰하였다. 균열제어를 위한 모델로는 노치가 성형된 발파공과 일반적인 원형 발파공을 대상으로 하였으며, 발파 압력에 대한 암반의 동적 반응, 탄성 및 소성 변형의 발생 특성, 그리고 이로 인한 발파 균열의 성장 전파 특성을 분석하여, 균열의 능동적 제어와 보다 효율적인 발파가 이루어 질 수 잇는 조건들을 규명하고자 하였다. 해석 결과 일반 발파공의 정하중 탄성 모델의 경우 공반경의 약 3배인 6cm 까지 집중된 응력의 크기가 파괴강도를 초과하는 것으로 나타났으며 탄소성 모델의 경우 균열이 전파거리는 공반경의 145배인 30cm 가지 확장되었다. 또한 폭 5mm 길이 30 mm 의 노치가 가공된 발파공의 경우 정하중하에서 공반경의 23배인 46cm 까지 균열이 진전되었으며, 균열의 방향은 노치 첨단의 방향으로 생성되는 것으로 나타났다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.247-250
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• 2005

The need for improved fuel efficiency, weight reduction has motivated the automotive industry to focus on aluminum alloys as a replacement for steel-based alloy. To cope with the needs for high structural rigidity with low weight, it is forecasted that substantial amount of cast components will be replaced by tubular parts which are mainly manufactured by the extruded aluminum tubes. The extrusion process is utilized to produce tubes and hollow sections. Because there is no weld seam, the circumferential mechanical properties may be uniform and advantageous for hydroforming. However the possibility of the occurrence of a surface defect is very high, especially due to the temperature increase from forming at high pressure when it comes out of the bearing and the roughness of the bearing, which cause the surface defects such as the dies line and pick-up. And when forming a extruded aluminum tube, the free surface of the tube becomes rough with increasing plastic strain. This is well known as orange peel phenomena and has a great effect not only on the surface quality of a product but also on the forming limit. In an attempt to increase the forming limit of the tubular specimen, in the present paper, surface asperities generated during the hydroforming process are polished to eliminate the weak positions of the tube which lead to a localized necking. It is shown that the forming limit of the tube can be considerably improved by simple method of polishing the surface roughness during hydroforming. And also the extent of the crack propagation caused by dies lines generated during the extrusion process is evaluated according to the deformed shape of the tube.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.275-284
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• 1998

포천 화강암에 피로하중을 가할 때 암석의 변형 거동과 피로하중에 의해서 생성되는 미세균열의 발달특성을 초음파 속도측정 및 차분변형율 분석을 통하여 연구하였다. 미세균열은 피로하중이 가해지는 방향과 평행하게 생성되며, 피로하중이 가해지는 초기에는 기존의 미세균열이 전파되면서 생성된다. 새로운 미세균열은 피로파괴횟수의 약 1/8-l/6 이상의 지난 후 생성되기 시작한다. 초음파 속도 측정, 차분변형율 분석 및 영구변형 측정은 암석내의 미세균열 발달을 잘 지시한다. 그러나 각 방법에 의하여 규명된 미세균열의 발달상태는 약간의 차이를 보여, 미세균열의 발달을 정량적으로 규명하기 위해서는 각 방법에 의하여 측정된 결과를 종합하여 해석하여야 할 것으로 판단된다. 80% 피로하중 수준에서 초기에 발달하는 미세균열은 70% 하중수준에 비하여 2배 정도로 높아서 하중수준이 커질수록 초기에 발달하는 미세균열의 량은 많아질것으로 판단된다. 그러나 파괴 직전의 시료에 발달한 미세균열의 량은 암석 부피의 약 0.3% 정도로, 포천화강암의 경우 부피의 0.3% 정도의 미세균열이 발달하면 암석이 파괴에 도달하는 것으로 판단된다.

• 열처리공학회지
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• 제21권1호
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• pp.10-19
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• 2008

To investigate the effect of ultrasonic nano-crystalline surface modification (UNSM) treatment on rolling contact fatigue and residual stress properties of bearing steels, this paper carried out a rolling contact fatigue test, measured residual stress and retained austenite, performed a wear test, observed microstructure, measured micro hardness, and analyzed surface topology. After the UNSM treatment, it was found that the surface became minute by over $100{\mu}m$. The micro surface hardness was changed from Hv730~740 of base material to Hv850~880 with about 20% improvement, and hardening depth was about 1.3 mm. The compressive residual stress was measured as high as -700~-900 MPa, and the quantity of retained austenite was reduced to 27% from 34%. The polymet RCF-6 ball type rolling contact fatigue test showed over 4 times longer fatigue lifetime after the UNSM treatment under 551 kgf load and 8,000 rpm. In addition, this paper observed the samples, which went through the rolling contact fatigue test, with OM and SEM, and it was found that the samples had a spalling phenomenon (the race way is decentralized) after the UNSM treatment. However, before the treatment, the samples had excessive spalling and complete exploration. Comparison of the test samples before and after the UNSM treatment showed a big difference in the fatigue lifetime, which seems to result from the complicated effects of micro particles, compressive residual stress, retained austenite, and surface topology.