시뮬레이션/모델링 기법을 이용하여 세라믹 섬유단열재의 열전도도를 분석하였으며, 열전도도를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 세라믹 섬유 단열재는 $1600^{\circ}$까지 사용할 수 있는 고온용 단열재로써 극심한 공력가열 환경에 노출되는 고속 항공기 및 유도무기에 적용 가능한 재료이다. 섬유 단열재의 열전도도는 전도 열전달 및 복사 열전달에 의해 결정되므로 각각의 메카니즘에 의한 열전도도를 계산하였다. 전도 열전달은 균질화 기법을 이용하였으며, 복사 열전달은 무작위 수(random number)를 이용하여 계산하였다. 특히 복사 가능 거리 및 확률을 도입함으로써 실험 상수(experimental constant) 없이 복사 열전도도를 계산할 수 있었다. 본 논문 연구 방법으로 계산된 섬유 단열재의 열전도도는 실험값에 대하여 평균 93%의 신뢰도를 나타내었다. 또 본 논문에서 개발한 열전도도 계산프로그램은 섬유와 공기의 열적 특성만으로 계산이 가능하므로, 섬유 단열재와 유사한 내부조직을 갖는 대부분의 복합재료에 적용할 수 있다.
이 논문에서는 화재 발생에 따른 구조물의 성능 변화를 평가하기 위한 철근콘크리트 부재의 수치해석모델이 제안되었다. 화재 발생 시 유발되는 전도, 대류 및 복사열의 효과를 고려한 비정상 열전달 해석을 수행하였으며 이를 통해 단면 내 온도분포를 결정하였다. 또한, 적층섬유단면을 적용하여 온도증가로 인해 단면 내 위치에 따라 달라지는 재료의 비선형성을 고려하였다. 이 때, 온도변화에 따라 유발되는 열팽창 변형률, 비정상상태 변형률, 크리프 변형률 등의 비역학적 변형특성을 단면 내 각 섬유에 대해 고려함으로써 화재 발생 시의 극심한 온도증가를 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 제안된 해석모델의 타당성을 입증하기 위하여 철근콘크리트부재의 표준화재실험으로부터 얻어진 실험결과와 해석결과를 비교하였으며, 특히, 화재 시간에 따른 저항능력의 변화를 살펴봄으로써, 철근콘크리트 부재의 거동특성을 평가하고 이를 설계규준에서 제시하는 단면 및 저항능력과 비교하였다.
In the case of using high temperature by coating ceramic/metal, large stress was produced due to difference of thermal expansion coefficient between those. And then lead to delamination. In order to relaxation of the stress A1$_2$O$_3$/SS316 composite powders with $10wt.%Al_2O_3$ compositional gradient and $10wt.%Al_2O_3$ agglomerated powder were made by spray drying method. These powders were sintered to improve the strength and to be plasma sprayed in order to fabricate the FGC(functionally graded coating). The influence of gun power, working distance and Ar pressure on the microstructure of the coating layer was studied in order to optimize the plasma spray conditions. It was proven that the optimum conditions were 40kw gun power, 5cm working distance and $100ft^3/h$ Ar flow for both powders. FGC with 10 compositional steps was fabricated and the total thickness was 1.3mm. FGC was heat treated at $1100^{\circ}C$for 10hours to evaluate the heat resisting characteristics.
피혁 제조 공정중 탈모 공정 이후 나피를 분할(Splitting)하여 얻어지는 피혁 가공 부산물(Limed pelt scrap)을 이용하여 탈회 및 탈지 과정의 전처리 공정을 거친 뒤 비크롬 탄닝과 열처리에 의한 방법과 glycidyl methacrylate (GMA)와 MMA와 같은 아크릴 모노머를 이용한 그라프트 공중합을 이용한 방법으로 우수한 내열성을 갖는 미세 콜라겐 분말을 제조하였다. 물성의 비교에서 본 연구의 방법으로 생산된 콜라겐 분말들이 열분해 온도, 열 저항성, 수분변화, 입도분포 등에서 더 나은 특성을 보였다.
High temperature high cycle and low cycle fatigue deformation behavior of automotive heat resistant aluminum alloys (A356 and A319 based) were investigated in this study. The microstructures of both alloys were composed of primary Al-Si dendrite and eutectic Si phase. However, the size and distribution for eutectic Si phase varied: a coarse and inhomogeneous distributed was observed in alloy B (A319 based). A brittle intermethallic phase of ${\alpha}-Fe\;Al_{12}(Fe,Mn)_3Si_2$ was detected only in B alloy. Alloy B exhibited high fatigue life only under a high stress amplitued condition in the high cycle fatigue results, whereas alloy A showed high fatigue life when stress was lowered. With regard to the low-cycle fatigue result ($250^{\circ}C$) showing higher fatigue life as ductility increased, alloy A demonstrated higher fatigue life under all of the strain amplitude conditions. Fractographic observations showed that large porosities and pores near the outside surface could be the main factor in the formation of fatigue cracks. In alloy B. micro-cracks were formed in both the brittle intermetallic and coarse Si phasese. These micro-cracks then coalesced together and provided a path for fatigue crack propagation. From the observation of the differences in microstructure and fractography of these two automotive alloys, the authors attempt to explain the high-temperature fatigue deformation behavior of heat resistant aluminum alloys.
기존의 무량판 구조와 동일한 콘크리트 중공슬래브구조는 구조적 하중지지 성능이 불필요한 슬래브 단면상의 중앙부 콘크리트를 제거하여 슬래브의 자중을 줄이고 무량판 구조의 단점을 보완하여 장점을 극대화시킨 구조형식이다. 본 연구에서는 콘크리트 중공슬래브 공법의 실제 스팬길이인 7.5 m에서 슬래브 피복두께에 따른 화재거동 영향성 분석을 위하여 화재실험을 수행하였다. 하중조건은 고정하중과 적재하중을 고려하여 실험체에 등분포 조건으로 사전 재하하였으며, 표준화재조건으로 재하가열 실험을 수행하였다. 슬래브의 화재가열 노출면으로부터의 깊이별 온도변화와 처짐변형 특성을 측정하였으며, KS F 2257-1 평가기준에 의거하여 슬래브의 내화성능을 평가하였다. 실험결과 피복두께 50 mm를 확보할 경우, EPS 중공체로 제작한 실험체의 경우 약 2시간 정도의 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
Airside 지역 콘크리트 포장의 조인트에 사용되는 충진재는 항공기 이 착륙시 엔진에서 뿜어져 나오는 고열의 후폭풍과 계류장에서 항공기의 정비 및 주유시 항공유 유출에 대한 저항성을 가지고 있어야 한다. 이러한 특성 때문에 공항용 조인트 충진재는 도로포장용과는 다른 충진재의 사용이 요구되고 있다. 본 연구에서는 국내외에서 사용되고 있는 3 종류의 충진재에 대하여 물리적 특성 시험과 성능시험을 실시하였다. 시험재료는 폴리썰파이드, 폴리우레탄, 실리콘을 사용하였다. 시험결과 폴리썰파이드 충진재는 내열성과 내유성에 대한 저항성이 가장 우수하였으며, 폴리우레탄, 실리콘 충진재의 순으로 시험결과가 나타났다. Airside 지역별 특성을 고려했을 때, 폴리썰파이트 충진재는 활주로와 계류장에, 폴리우레탄 충진재는 유도로에 사용하는 것이 적절하며 실리콘 충진재는 Airside 지역 충진재로는 부적합한 것으로 나타났다.
The effects of varying the pouring temperature and the die preheating temperature in producing centrifugally cast HP alloy modified with Nb was evaluated on the basis of the resultant macrostructure, microstructure and hardness of these castings. Increased die preheating temperatures and pouring temperatures resulted in an increase in the thickness of the columnar dendritic zone, the primary and secondary dendrite arm spacing and the thickness of the zone of porosity at the casting I.D.(inner diameter). Lower die preheating temperature and pouring temperatures result in increased grain fineness and an increased zone of equiaxed grains. A higher hardness was achieved toward the casting O.D.(outer diameter) compared to the casting I.D., attributable to alloy segregation toward the casting I.D. and segregation differences resulting from reduced solidification cooling rates toward the casting I.D. Also, a higher hardness was realized at the cold end of the casting attributed to a more uniform distribution of carbides.
Spot welding, namely a kind of electric resisting welding has been used widely in field of automobile and aircraft industries because of easiness to apply. Specimens used in this study was a mild steel of 1.2mm thickness and the electrode was a Cu-Cr alloy of 6mm diameter. The surface sheared of specimens after testing of tensile shear was observed by SEM(scanning electron microscope) after ultrasonic cleaning for 10min., and microstructures and grain size of all specimens were measured with using of O.M.(Optical microscope). By the means of measurement and observations of tensile shear load, fatigue strength and share surface, the weldability of spot welding was evaluated. When tensile shearing testing, fracture starting point in all specimens was took place at the bond between HAZ(Heat affected zone) and nugget. With increasing in number of layers, fatigue strength was decreased. With increasing in electric current, grain size in the HAZ became more fine.
For the conversion into hydrogen society, not only studying facilities of hydrogen production, storage, transportation and charging system but also developing technique of ensuring safety are essentially needed. Hence, for the first step of that, evaluated the hydrogen embrittlement of Inconel alloy 617, Ni-based super heat-resisting alloy, by small punch test. Prepared the various specimens through changing electrochemical charging time and measured the toughness degradation of the specimens by small-punch test. The analysis of hydrogen embrittlement behavior were carried out by investigating the fractured surface of specimens. This study has significance on revealing mechanism of hydrogen embrittlement behavior and the factor affecting hydrogen embrittlement in the future study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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