In order to define the effects on shapes of welding joint, during Post Welding Heat Treatment (PWHT), we have carried out numerical analysis on the several test pieces by using computer program which was based on thermal-elasto-plastic-creep theories for the study. And then, welding residual stresses after PWHT were measured same test-pieces to compare with the results of numerical analysis. The main results obtained from this study is as follows: 1) The distribution modes of welding residual stresses are same on the all test pieces after and during PWHT by the both sides (measurement and numerical analysis). 2) The mechanical difference for change the thickness of plate and bevel angle are not appeared. 3) In a mechanical point of view (like material quality test, welding deformation etc.), manimum bevel angle (40$^{\circ}$.) is more suitable than maximum bevel angle (70$^{\circ}$).
Electro-micromechanical 시험법을 이용하여 탄소 섬유 강화 열경화성 수지 복합재료의 경화 방법에 따른 계면 평가와 손상 감지능 및 경화 모니터링에 대해 고찰하였다. 경화 후 잔류 응력은 전기 저항 측정을 통해 모니터링 하였으며, 경화 방법에 따라 상호 비교하였다. 기지 재료의 인장 강도, 탄성률 및 계면 전단 강도는 열 경화의 경우가 자외선 경화보다 더 크게 나타났으며, 열 경화에서 경화 수축은 열팽창 계수 차이에 의한 잔류 응력 및 기지 재료의 수축에 의해 자외선 경화와 비교하여 더 크게 나타났다. 열 경화 시의 경화 중 전기 저항은 자외선 경화보다 더 큰 범위에서 변하였으며, 기지 재료의 기계적 물성과 계면 접착력에 의해 다르게 나타나는 겉보기 탄성률 또한 더 컸고, 같은 응력까지 더 빠르게 도달하였다.
The nanoindentation technique is widely used to investigate the mechanical properties of nano-microscale materials. The nanoindentation method for assessing mechanical properties at low loads and shallow depths is already well established fur the characterization of thin films as well as bulk materials. In this study, we evaluated residual stress in DLC and Au thin films usign nanoindentation technique with a new stress-relaxation model. Moreover, We suggest a composite hardness equation and quantify the magnitude of hardness increase by using an equation based on the interface hardness and the interface thickness, derived by comparing results derived from this equation and those determined in nanoindentation tests. Finally, We present an indentation size effect (ISE) model that extends the available contact depth for ISE application down to several tens of nanometers by considering the tip bluntness effect.
고강도 알루미늄 대형 링롤재의 급냉 및 요소제거 후 발생하는 잔류응력을 2차원 및 3차원 유한요소 해석하였고, 3단계 절단법에 의해 측정된 변형율과 ABAQUS의 요소제거 기능을 이용한 해석값을 직접 비교하였다. 급냉후 잔류응력 해석결과는 2단 과시효후 측정값과 비슷한 경향을 보였으나 그 절대값의 차이가 크게 나타났다. 이는 링 시편의 높이가 작아 측정값이 부정확하였기 때문이며, 링의 높이를 증가시켜 높이방향으로 균일한 응력분포를 갖도록 하면 그 차이가 감소될 것으로 판단된다. 잔류응력을 측정하는 3단계 절단 과정을 모사한 3차원 해석결과와 측정된 변형율을 직접 비교함으로써 실험과 해석의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 이로부터 잔류응력이 내재하고 형상이 복잡한 대형 알루미늄 구조물의 기계가 공에 의한 변형을 정확히 예측할 수 있는 기반을 마련하였다.
As a result of a mismatch of the residual stress between both sides of the silicon wafer, which warps and distorts during the patterning process. The accuracy of the warpage measurement is related to the calibration. A CCD camera was used for the calibration. Performing optimization of the error function constructed with phase values measured at each pixel on the CCD camera, the coordinates of each light source can be precisely determined. Measurement results after calibration was performed to determine the warpage of the silicon wafer demonstrate that the maximum discrepancy is $5.6{\mu}m$ with a standard deviation of $1.5{\mu}m$ in comparison with the test results obtained by using a Form TalySurf instrument.
본 논문에서는 압분광법을 기반으로 강재에 작용하는 응력을 비파괴/비접촉식으로 측정할 수 있는 새로운 방법은 제안하고, 이에 대한 가능성을 실험적으로 검증하였다. 분광법은 일반적으로 대상물의 화학적 성분을 분석하는데 주로 사용되며, 토목분야에서는 강재의 부식을 판단하는데 일부 사용되고 있다. 압분광법은 대상물이 하중을 받을 때 측정된 스펙트럼이 하중이 없는 상태에서 측정된 스펙트럼으로부터 이동(Shift)되는 현상인, 압분광현상을 기반으로 응력을 측정하는 방법이다. 여기서, 응력-스펙트럼 이동 관계를 선형으로 가정하였을 때, 압분광 계수를 도출할 수 있으며, 이를 통하여 현재상태의 응력을 측정할 수 있다. 해당 기술은 레이저를 기반으로한 비접촉식 응력측정 기술로써, 최근에 철도 구조물에 대한 응력 측정을 시작으로 다양한 토목구조물의 응력측정에 대한 적용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 압분광법 기술을 이용하여 강구조물의 응력을 측정할 수 있도록, 용사코팅을 이용하여 알루미나를 구조용 강재표면에 도포하고, 일축압축 하중시험을 수행하여 각 하중단계에서의 스펙트럼 이동(Shift)값을 확인하였다. 이를 통하여, 각 하중값과 스펙트럼 이동값이 선형관계임을 확인하였다. 따라서, 이와 같은 선형적인 관계로 부터, 1차 선형식의 상수값인 압분광 계수를 도출하고, 이를 통하여 강재에 작용하는 응력을 측정할 수 있을 것으로 기대된다.
X-선 회절기(X-ray diffractometer)는 시편에서 회절되는 회절빔을 이용하여 재료의 상 (phase), 집합조직 (texture), 격자상수 (lattice constant), 잔류응력 (residual stress) 등 다양한 재료물성을 분석하는 데 광범위하게 사용되는 장치이다. X-선을 이용한 정량적인 분석은 회절빔의 피크 위치를 바탕으로 수행되는 데, 장시간 X-선 회절기를 사용하게 되면 필연적으로 장치 부품에 미세 변형이 발생하게 되고, 이러한 기계적인 오차가 발생하면 정량적인 분석의 정확도가 떨어지게 된다. 본 연구에서는 미국 표준기술연구소 (National Institute of Standards and Technology, NIST)에서 제공된 잔류응력이 없는 Si 파우더를 이용하여 $2{\theta}$를 기준으로 약 30~90도 사이 구간에 대해 X-선 회절 실험을 수행하였고, NIST에서 제공된 회절빔의 피크 위치와의 비교를 통하여 X-선 회절기의 계통오차를 파악하였으며, 이러한 오차 교정이 진격자상수 (true lattice constant) 측정 등 정량적인 분석에 미치는 영향을 확인하기 위하여 잔류응력이 존재하는 180 nm 두께의 텅스텐 박막에 대한 X-선 회절 분석을 수행하였다.
This investigation reports the grinding characteristics of titanium alloy(Ti-6AI-4V). Grinding experiments were performed at various grinding conditions. The grinding forces were measured to investigate the grindability of titanium alloy with the five different wheels including Green carbide, Alumina, Resin Diamond, Resin CBN and Vitrified CBN. To investigate the grinding characteristics of titanium alloy grinding force, force ratio, specific grinding energy and grinding-ratio were measured. Surface roughness was also measured with tracer and the ground surfaces were observed with SEM Residual stress measurement was conducted on the X-Ray Diffractometer. Force ratio of grinding of titanium alloy was very lower than that of grinding of SKD-11 Surface roughness with Resin Diamond wheel was a little larger and rougher surface than that with other wheels Grinding ratio of titanium alloy was a little lower than that of other materials. Grinding ratio of titanium alloy with Diamond wheel was almost six times larger than that With CBN wheel. As a result of five different wheels, the most excellent wheel in grinding of Titanium alloy was Resin Diamond wheel.
Various techniques to measure fracture toughness which is an important parameter to predict fracture behavious of structural materials have been reported. Among these mathods, this paper describes the micro-Vickers indentation crack method to estimate the fracture toughness of some WC-Co composites. Two indentation crack patterns (such as radial-median cracks (orhalf-penny cracks) and Palmqvist cracks generated during indentation) are referred precisely. The fracture toughness of WC-4.7wt%Co, WC-6wr%Co and WE-9wr%Co composites were estimated by using some equations given by Shetty et al., Nihara et al. in this study. We show the reliability of indentation method by comparing the results with those from literatures. The appropriate equation to estimate the fracture toughness in the case of WC-Co composite is given. In addition, some technical informations in terms of the crack length by indentation in estimating the existence of the surface residual stress that prevents to obtain an accurate fracture toughness are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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