The sliding wear behaviors of Zircaloy-4 nuclear fuel rod were investigated using two support springs with convex and concave shapes in room temperature air and water. The main focus is to compare the wear behavior of various test variables such as slip amplitude, environment, contact contours with different spring shape and a number of cycles. The results indicated that wear volume and maximum wear depth increased with slip amplitude in both air and water, but their trends tended to change according to the spring shapes and test environments. In air condition, the wear volume was controlled by wear debris behavior generated on worn surface. As a result, final wear volume and maximum wear depth decreased if a ratio of protruded wear volume to worn area $(D_p)$ would be saturated to specific value. This is because wear particle layer could accommodate large strain by accumulating and transforming wear particle layer. However, in water condition, metal-to metal contact was more dominant and wear volume was greatly affected by changed mechanical behavior between contact surfaces since wear debris should be generated after repeated plastic deformation and fracture. After wear test, worn surfaces were examined using optical microscope and SEM and details of wear mechanism were discussed using a ratio of wear volume to worn area $(D_e)$ at each test condition.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제41권1호
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pp.118-124
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2017
본 연구대상 디젤기관의 연접봉 볼트, 크랭크 핀 베어링 볼트 등의 손상원인을 조사 분석하기 위하여 수행한 현장검사, 파손부에 대한 시험 및 고찰, 참고문헌 및 연구자의 경험 등을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 파손된 크랭크 핀 베어링 볼트는 연접봉 볼트보다 늦게 파손된 것으로 추정된다. 파손된 연접봉 볼트는 충격적인 하중에 의해서 취성파괴된 것이 아니고, 비정상적인 반복하중(예를 들어 체결 볼트의 풀림 등)에 의해서 피로파괴가 되었다는 것을 그 파단면의 모습을 통하여 알 수 있다. 파손된 연접봉 볼트용 U 너트는 윤활유(고착방지제)의 부적절한 사용, 각 실린더와 연접봉 별로 구분되어 사용되지 않았던 것 등으로 인하여 표면 상태가 불량하게 되었고, 이것은 연접봉 볼트의 파손사고에 영향을 미쳤을 가능성이 있다고 할 수 있다. 그리고 파손된 국내 제작품인 연접봉 볼트와 크랭크 핀 베어링 볼트의 기계적 성질, 전조공정 등은 해당 볼트의 설계요건에 적합하다고 할 수 있다.
세라믹 사출공정(CIM)으로 성형되는 전자제품 케이스와 같은 판상 제품은 강도 보장을 위한 형상설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 CIM으로 성형된 판상 시편의 두께에 따른 3점 굽힘 시험을 통해 굽힘 강도 및 탄성계수를 도출하여 기계적 특성을 분석했다. 두께 0.48mm 시편은 파단하중이 82.9~94.5N이고, 1.0mm 시편은 233.6~345.8N으로 측정되었다. 시편의 두께가 0.5mm 증가했을 때, 파단하중은 3배가 증가하고 탄성계수는 20%가 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 비커스 경도시험을 통해 시편의 두께가 두꺼워질수록 상대밀도와 표면경도가 작아지는 것을 보였다. 이러한 현상은 두께가 두꺼울수록 소결공정 이후 세라믹 혼합물 중 세라믹 분말의 체적분율이 작아지기 때문으로, 이에 따라 기계적 물성이 부분적으로 변할 수 있음을 실험과 해석결과 비교 분석을 통해 밝혔다.
단층은 지질조사에 의하여 쉽게 발견될 수 있지만, 그 연장선은 지표에서 잘 발견되지 않기 때문에 전통적인 지질조사 방법에 의해 쉽게 파악하기가 어렵다. 단층 및 파쇄대의 경우 점토광물 및 지하수가 많이 함유되어 있어 주위보다 상대적으로 전기비저항이 낮게 나타나므로, 지표에서 발견되지 않는 단층 및 파쇄대 조사에 전기비저항 탐사가 효율적이다. 동래단층에 인접한 경상남도 양산시 웅상읍 용당리 지역과, 울산단층에 인접하고 또 근처 산 사면에서 아직 논란의 대상이 되는 제 4기 단층이 보고된 경상북도 경주시 외동읍 말방리 지역 두 곳에서 2차원적인 지하구조를 알 수 있는 쌍극자 배열 전기비저항 탐사를 실시하였고, 분석해를 이용하여 그 신뢰도를 검토한 역산 프로그램을 이용하여 전기비저항 단면도를 구하였다. 역산 결과 용당리 지역에서는 하나의 저비저항대(low resistivity zone)를, 말방리 지역에서는 2개의 저비저항대를 발견할 수 있었으며, 이들은 거의 수직에 가까운 선상으로 발달하며 그 폭은 15∼20 m 정도로 나타났다. 이들 저비저항대(<100 Ωm)는 그 주변지역에 비해 상대적으로 매우 낮은 비저항을 보이므로 이는 단층작용에 의해 생성된 파쇄대에 의한 경과로 사료된다. 최종 판단은 시추나 트렌치에 의하여 이루어지겠지만 주위에 평행한 전기비저항 탐사 측선들을 추가하여 3차원적 해석을 시도하거나 다른 물리탐사 방법을 추가함으로 해석결과에 대한 신뢰도를 ?상시킬 수 있다.
The mechanism of interaction between low energy ions and biological organisms has been paid much attention recently. In order to clarify the microstructural response to low energy ion irradiation embryonic cells of Paeonia rockii L. implanted by $Fe^{1+}$ ions with the energy of 80KeV were investigated by Optical Microscopy (OM), Scanning electron Microscopy(SEM) and Transmission Electron Microscopy(TEM). At the dose of 1$\times$1015 ions/$\textrm{cm}^2$, apparent cellular damage was observed in the outer several layers of the radicle. The shape of the cells was obviously deformed from regular polygon to irregular. The cell walls became obscure. SEM micrographs showed that the surface of the radicle was etched severely. It was observed by TEM that nucleus of the implanted cell was elongated and tended to fracture. Nuclear envelope lost its integrity. The implanted $Fe^{1+}$ ions were detected by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). These observations showed that low energy ions could damage to the plant organisms with the thickness of about 30~50$\mu\textrm{m}$. The possible reasons for radiation damage in the biological organisms were discussed.
Sheet metal formability can be defined as the ability of metal to deform without necking or fracture into desired shape. Every sheet metal can be deformed without failure only up to a certain limit, which is normally known as forming limit curve(FLC). In this paper, the dome stretching tests and tensile tests have been performed to obtain forming limit curve of aluminum alloy. During the experiment, failure strain is measured using digital image correlation(DIC) method. DIC method is a whole-field measurement technique that acquires surface displacements and strains from images information which characterized a random speckle as intensity grey levels. Recently years, this DIC method is being developed and used increasingly in various research. DIC results demonstrated the usefulness and ability to determine a strain.
Carbon nanotube(CNT)-reinforced poly(ethylene-co-ethyl acrylate)(EEA) nanocomposites were prepared by melt mixing with a Haake internal mixer. The CNT loading was vaned from 0 to 20 wt%. The changes m CNT dispersion and shape were investigated with FE-SEM observation with and without the Tensile strain of 40%. The CNT was protruded over the fracture surface upon Tensile strain, which is a very interesting behavior.
The single-modal Weibull model has been assessed on Tyranno ZMI Si-Zr-C-O fiber if a set of shape and scale parameters accurately reproduced the effect of the size of the diameter on strength. The tensile data of a single fiber have been divided into two expedient groups as 'small diameter' group and 'large diameter' group in deriving the parameters, which should be consistent if the Weibull model accurately reproduced the size effect. However, the derived Weibull parameters were inconsistent between the two groups. Thereby the authors have concluded that the parameters of the single-modal Weibull model are dependent on the fiber diameter, so that the model is inadequate to reproduce the strength size effect. On the other hand, Weibull parameters were found consistent between the two groups by excluding the data of 'large mirror zone' sample, which was defined as the sample around 10% mirror zone area of the fracture surface. What is more, the exclusion reduced the strength variance more drastically in the 'large diameter' group than in the 'small diameter' group, even though the 'large mirror zone' samples were found identical in the percentage between the two groups. The authors therefore conclude that diameter limitation to the 'small diameter' group level can lead to drastically less distributed strength values than the estimated strength through the Weibull scaling on the present Tyranno ZMI Si-Zr-C-O fiber.
탄소섬유(CF) 강화 폴리프로필렌(PP) 복합재료의 수요는 증가되고 있다. 본 연구에서는 재활용 횟수에 따라 변화되는 복합재료의 물성 변화를 관찰하였다. CF 함량을 20% 함량으로 조성한 복합재료에 대해서 재활용 횟수에 따른 기계적 물성 평가를 진행하였다. 인장, 굴곡, Izod 동적 피로 실험에 따른 영향을 확인하였다. CF/PP 복합재료의 계면 물성을 평가하기 위해 젖음성 평가와 파단면을 FE-SEM으로 확인하였다. 재활용 횟수에 따라 섬유와 기지는 변화된다. CF/PP 복합재료는 재활용 할수록 섬유와 기지간의 계면에 열 데미지와 분쇄 과정에 의한 결합력 감소가 확인하였다.
Forging of internal involute gears with alloy steel has been analyzed by means of upper bound method. Kinematically admissible velocity fields for forging of internal gear were proposed. It was assumed that the shape of free flow surface during forging operation is a straight line perpendicular to the plane of symmetry. Using the suggested velocity fields, forging loads and relative pressures were calculated by numerical method. Consequently forging die should be successfully designed without fracture or failure during forging operation. Experiments were carried out with the designed die and SCM415 alloy steel as billet material. The calculated loads were compared with experimental one and they are in good agreement with experimental inspections. As a result, the calculated solutions would be useful to predict the loads and the designed die is suitable for forging of internal involute spur gear with alloy steel. The forged gear is measured to be KS 4 class and its class should be improved by subsequent working such as shaving after forging operation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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