• 한국레이저가공학회지
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• 제16권1호
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• pp.15-19
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• 2013

For numerical simulation of the deformation and residual stress development in metals during laser peening, the constitutive equations describing material behavior at various strain rates and plastic properties at high strain rate impact conditions are prerequisite. However, these parameters are often unknown for various engineering materials. In this study, the parameters of Johnson-Cook constitutive equation of duplex stainless steel were determined by comparing the residual stress profile predicted by numerical simulation using trial values and the measured residual stress profile with x-ray diffraction.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.609-615
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• 2012

레이저 충격 피닝 처리 시 레이저 광원으로부터 금속표면에 조사되는 레이저 빔 형상은 다양하다. 레이저 형상은 표면에서 발생하는 압력파의 특성을 결정하기 때문에 금속 표면과 깊이 방향에 대한 잔류응력 분포에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 레이저 충격 피닝 처리시 레이저 광원 형상이 인코넬 alloy 600 합금의 잔류응력에 미치는 영향을 분석하였다. 레이저 광원 형상은 원형, 사각형, 타원형 형상이 고려되었으며, 표면과 깊이 방향에 대한 압축잔류응력 특성을 비교하였다. 표면에서 생성되는 압축잔류응력은 원형 레이저 형상이 최대이지만 중심부에서 인장응력이 발생하고, 깊이 방향에서는 타원형 레이저 형상이 최대 압축잔류응력을 생성한다. 소성변형 발생 깊이는 사각형에 비해 원형과 타원형이 양호하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1041-1046
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• 2011

본 연구에서는 레이저 쇼크 피닝으로부터 생성되는 마이크로 충격파를 정량적으로 측정하고 그 특성을 분석하였다. 레이저 쇼크 피닝은 금속 재료에서 압축 응력을 생성시키며 그 크기가 표면에서 극대화되는 특징을 가지고 있다. 펄스 Nd:YAG 레이저를 이용하여 스틸표면에 피닝 공정을 수행하였고 이에 따른 마이크로 충격파의 정량화 및 재료의 기계적 성질 변화에 대해 평가하였다. 실험적 접근으로 피에조소자를 사용하였으며 이를 통한 실제 충격파의 정량화를 제시하였다. 또한 재료 구조 특성, 재료 강도, 인장 시험 등의 기계적 특성을 분석하였다.

• 한국레이저가공학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-24
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• 2011

This work reports the results for laser shock peening of duplex stainless steel (22% Chromium - 5% Nickel) using a pulsed Nd:YAG laser (wavelength = 532nm, pulse width = 8ns). for the application to high-capacity pumps for seawater desalination plants. By properly selecting the process parameters such as laser intensity of 10GW/$cm^2$, laser pulse density of 75pulse/$mm^2$, and $100{\mu}m$ thick aluminum foil as an absorbent coating layer, the surface hardness of duplex stainless steel could be enhanced by 26%, from 256HV to 323HV with little changes in surface morphology and roughness. The depth of laser shock peened layer was measured to be around 2mm. The large enhancement of surface hardness is considered to have high practical importance in minimizing abrasive and corrosive deterioration of pump parts.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.925-926
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• 2010

• Journal of Welding and Joining
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• 제34권6호
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• pp.35-41
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• 2016

The experimental study has been performed through residual stress using the Ti6Al4V, investigate the effect of laser shock peening on laser welding process residual stress of Ti6Al4V welds in a reduce safety weld zone. This research evaluated the effects of shock waves from laser shock peening with a pulsed Nd:YAG laser on Ti6Al4V welding specimens, through the analysis of the residual stress of the specimens. The residual stress could be formed by the depth of 1 mm if the proposed method of reducing the residual stress is performed in the optimal condition. The welded structures and products during the production process increase the mechanical property of repeated stress, which could be expected to extend the fatigue life of the structure.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.599-608
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• 2012

일체형 원자로의 안전주입 노즐 이종금속 용접부의 잔류응력에 대한 레이저 피닝의 효과를 고찰하기 위해 상용 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 implicit 동적 유한요소 해석을 통해 연구를 수행하였다. implicit 동적 유한요소 해석은 기존의 실험 결과와의 비교에 따르면 레이저 피닝을 통한 잔류응력 이완에 대해 타당하다고 확인된다. 한편 내부 보수용접이 수행된 이종금속 용접부에 대해 해석이 수행되며 그 결과는 축방향 및 원환 잔류응력 모두 내부 보수용접에 기인하여 노즐의 내표면에서 인장임을 나타낸다. 또한 용접 잔류응력 이완에 대한 최대 충격 압력, 압력 지속 시간, 스폿 직경 및 피닝 방향과 같은 여러 변수의 효과를 고찰하기 위해 변수 해석 또한 수행하였다. 결과적으로, 레이저 피닝은 내표면 근처 영역의 잔류응력을 주로 이완시키는 예방정비 효과가 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.43-50
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• 2012

본 논문은 레이저 샥 피닝(LSP) 유한요소 시뮬레이션 관련 변수들이 인코넬 alloy 600 합금의 잔류 응력에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 레이저 피닝 공정 관련 변수인 최대 압력파, 압력파 지속시간, 레이저 스팟 크기 및 다중 레이저 샷의 영향을 확인하였다. 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 alloy 600 재료물성에 따라 특정 범위에서 최대 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 이 때문에 LSP 공정에서 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 중요한 선택 변수가 된다. 일정한 크기 이상의 레이저 스팟은 잔류응력에 특별한 영향을 미치지 않음을 확인하였고, 다중 레이저 샷은 압축잔류응력 크기와 소성변형 발생깊이를 동시에 증가시키지만, 증가량은 레이저 샷 횟수가 증가할수록 감소하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.507-508
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• 2009

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권8호
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• pp.767-772
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• 2009

Laser shock peening(LSP) is proving to be better surface treatment than conventional one such as shot peening. The LSP process has a compressive residual stress into a metal alloy and a significant improvement in fatigue life. Our research is focused on applying finite element method to the prediction of residual stress through the LSP processing in some LSP conditions such as pressure and spot size induced by laser. Two analysis methods are considered to calculating the compressive residual stress. But the explicit solution and the static one after partially explicit solving are almost same. In LSP, because of very high strain rate($10^6s^{-1}$), HEL(Hugoniot Elastic Limit) is the most important parameter in material behavior modeling. As the circular laser spot is considered, 2-D axisymmetric elements are used and the infinite elements are applied to boundaries for no reflection. The relations of material properties and the LSP are also important parts in this study.