• 제목/요약/키워드: Structural defects

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알루미늄 압출 관재의 표면 결함이 하이드로포밍 성형에 미치는 영향도에 관한 연구 (The effects of the surface defects on the hydroformability of extruded aluminum tubes)

  • 김대현;김봉준;박광수;문영훈
    • 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.

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노후항공기(P-3CK) 패스너 홀 손상 수리 한계 설정을 위한 피로해석 (Fatigue Analysis to Determine the Repair Limit for the Damaged Fastener Hole of Aging Aircraft(P-3CK))

  • 김영진;김형근;김창영;장중진;이말영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권12호
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    • pp.959-966
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    • 2013
  • 이 논문에서는 설계정보가 없는 노후 항공기를 사용한 P-3CK 해상초계기 사업을 바탕으로, 끝단거리 부족 결함 수리를 위한 패스너 홀 구조특성 연구를 수행하였다. 이를 위해 끝단거리 결함이 많이 발생했던 낫셀 론저론 부분을 선택하고, 1.5, 1.8, 2.0배 끝단거리에 대한 정적 해석을 수행하여 보수적인 응력을 구하였다. 이 응력을 바탕으로 TWIST의 표준하중 스펙트럼을 적용하여 비행하중을 생성하고, 이 비행하중을 이용하여 균열성장 피로해석을 수행하였다. 이 결과를 통하여 P-3CK 사업 중 수리된 패스너 홀의 유효성을 평가하고 정비주기 및 기준을 설정하였다.

부식결함을 가진 배관의 파손확률 예측을 위한 단순화된 방법 (A Simplified Method for Predicting Failure Probability of Pipelines with Corrosion Defects)

  • 이진한;김영섭;김래현
    • 한국가스학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.31-36
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    • 2010
  • 본 논문은 부식 배관의 파손 가능성에 대해 확률론적 분석방법을 설명하고, 이를 단순화하여 계산할 수 있는 방법을 제안하였다. 부식 배관의 파손은 운전압력이 부식 배관의 잔존강도를 초과할 때 발생하는데 이를 한계상태 함수로 설정하여 분석하면 부식이 진행됨에 따른 누출확률에 대한 불확실성을 예측할 수 있다. 이 한계상태 함수는 해석해가 존재하지 않으므로 전통적으로 불확실성을 예측하기 위해 Monete-Carlo Simulation (MCS)을 사용한다. 본 연구에서는 한계상태 함수의 해가 하나만 존재한다는 점에 착안하여 그 해를 수치적으로 찾는 방법을 제안하였다. 이 방법은 MCS를 이용한 결과와 비교할 때 오차가 적으면서도 매우 빠르게 계산할 수 있어 효율적인 방법이라 판단된다.

자동차 실린더 블록 주조에서 워터 자켓용 샌드 코어 특성에 영향을 미치는 인자 (Factors Influencing Characteristics of Sand Core for Water Jacket in Automotive Cylinder Blocks Casting)

  • 김기준
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.185-191
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    • 2021
  • 본 자동차 실린더 블록 주조시 실린더 보어 내에서 발생하는 열로부터 구조적 변형을 방지하는데 필요한 워터 자켓 코어용 주물사의 특성을 분석하였다. 샌드 코어의 특성평가를 위하여 인장강도 시험기, 입도 지수(AFS-GFN), 광학현미경을 사용하였다. 주물사의 SiO2 함량이 높으면 고온팽창에 의한 치수 불량, 베이닝 불량이 발생하며, 너무 낮으면 코어 파손, 기포, 화학적 소착 등이 발생하였다. 입도 지수와 입형이 코어강도와 레진 소비량에 영향을 미치고, 이로 인한 불량 유형 변화가 발생하였다. 건조사가 염분이 높을수록 코어 강도는 감소하며, 알칼리성일수록 코어 강도가 감소하였다. 레진 함량 1.6~1.8%에서 1시간 경화 이후에 코어 강도 증가는 대략 최대를 보였다.

Didactic Principles Of Education Students 3D-printing

  • Lukianchuk, Iurii;Tulashvili, Yurii;Podolyak, Volodymyr;Horbariuk, Roman;Kovalchuk, Vasyl;Bazyl, Serhii
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권7호
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    • pp.443-450
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    • 2022
  • The method of studying 3D-technologies abroad and in Ukraine is considered. The analysis of educational resources and experience of use of the equipment in branch is carried out. The didactic principles of the educational process for 3D-printing specialists are determined. The use of FDM technology and the ability to minimize the occurrence of defects in the future have been studied. An analysis of the international experience of the educational process of relevant specialists in the field. The content of training for 3D printing specialists has been developed. The experience of using 3D-technologies is described and the list of recommendations for elimination of defects during production of products by means of additive technologies is made. The recommendations will be useful not only for beginners, but also for experienced professionals in additive technologies. The need to study such experience is the main condition for the development of enterprises in Ukraine that plan to automate their own production. A 3D printing engineer must know the basics of economics and marketing, because his responsibilities include optimizing workflows to reduce the cost and speed up printing. Therefore, the knowledge gained from practical experience presented and in building for learning 3D printing engineers by the authors will be important.

전이학습과 k-means clustering의 융합을 통한 콘크리트 결함 탐지 성능 향상에 대한 연구 (A study on the improvement of concrete defect detection performance through the convergence of transfer learning and k-means clustering)

  • 윤영근;오태근
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권2호
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    • pp.561-568
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    • 2023
  • 콘크리트 구조물은 대내외적 환경에 의해 다양한 결함이 발생한다. 결함이 있는 경우 콘크리트의 구조적 안전성에 문제가 있어 이를 효율적으로 파악하여 유지관리하는 것이 중요하다. 하지만, 최근 딥러닝 연구는 콘크리트의 균열에 초점이 맞추어져 있어, 박락과 오염 등에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 라벨링이 어려운 박락과 오염에 초점을 맞추어 언라벨 방법, 필터링 방법, 전이학습과 k-means cluster의 융합을 통한 4개의 모델을 개발하고 성능을 평가하였다. 분석결과, 융합모델이 결함을 가장 세밀하게 구분하였으며, 직접 라벨링을 하는 것보다 효율성을 증가시킬 수 있었다. 본 연구 결과가 향후 라벨링이 어려운 다양한 결함 유형에 대한 딥러닝 모델 개발에 기여할 수 있기를 기대한다.

사분면 분석기법을 활용한 교육시설 균열하자 발생 원인 및 예방효과 분석 (Analysis of Factors and Preventive Effects of Crack in Educational Facilities Using Quadrant Analysis Techniques)

  • 박현정;김문식;김형우;김대영
    • 한국건축시공학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.773-784
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    • 2023
  • 정부는 2007년부터 「국가건축기본계획」, 2014년부터 「건축서비스산업진흥법」 등을 통해 공공건축물의 품질향상을 도모하고 있으나, 이러한 추세에도 불구하고 대규모 아파트 공사에 비해 교육시설의 하자 발생 빈도가 높은 실정이다. 본 연구에서는 IPA분석기법을 응용한 사분면 분석 기법을 이용하여 교육시설에서 발생하는 균열의 주요 원인을 분석하여 이를 바탕으로 효율적인 균열 예측을 제시하고자 한다. 문헌연구를 통해 연구동향을 살펴보고 2019년부터 2021년까지 교육청으로 부터 받은 자료를 분석하여 주요 결함을 파악한다. 이후 설문조사와 전문가 자문을 바탕으로 균열 결함 15개 원인을 선정한다. 선정된 15개 원인에 대한 분석 결과를 바탕으로 2×2 Matrix를 활용해 균열 원인에 대한 작업애로 및 예방효과를 파악하고 중점적으로 검토해야 할 원인을 찾아 개선방향을 제시했다. 이러한 결과를 바탕으로 효과적인 교육시설의 균열 예방 및 관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

스테인레스 316L강의 배관용접결함에 대한 유도초음파 특성 평가 (Evaluation of Weld Defects in Stainless Steel 316L Pipe Using Guided Wave)

  • 이진경;이준현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.46-51
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    • 2015
  • 스테인레스강은 고온, 고압에서 부식에 효과적인 재료로써 액화수소, 가스 등을 저장하는 저장용기 및 고온의 유체들을 이송하는 배관재료로 널리 사용되고 있다. 일반적으로 스테인레스강의 용접은 TIG용접이 이용되어지고 있으며 용접후 용접부위에 발생하는 초기 용접결함 및 사용중 발생하는 열적 피로균열 등이 재료의 신뢰성을 저하하는 요인들로 지적되고 있다. 본 논문에서는 레이저 유도초음파를 이용하여 초기 용접결함에 대한 초음파 특성 규명을 위하여 스테인레스강의 용접부에 인공균열의 크기를 5 mm, 10 mm, 20 mm 길이로 가공후 유도초음파의 결함 길이 변화에 따른 특성을 평가하였다. 배관의 두께 등을 고려하여 L(0,1)모드와 L(0,2)모드를 이용하였으며 각각의 모드가 결함의 길이 변화에 따라 변화를 보였지만 L(0,2)모드가 L(0,1)모드보다 결함 길이에 더욱 민감하게 반응하였다. 본 연구에서는 L(0,1)모드와 L(0,2)모드의 진폭비를 구하여 결함과의 연관성을 평가한 결과 결함 길이와 선형적인 관계를 나타냄으로써 각 모드를 단독적으로 평가하는 것보다는 두 모드의 진폭비를 이용하여 결함을 평가하는 것이 더욱 효과적임을 알 수 있었다.

광음향 현미경법을 이용한 반도체 표면의 3차원적 구조 분석 (3-D Analysis of Semiconductor Surface by Using Photoacoustic Microscopy)

  • 이응주;최옥림;임종태;김지웅;최중길
    • 대한화학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.553-560
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    • 2004
  • 반도체 제작 과정에서 증착이나 식각, 회로의 검사 등에서 생겨날 수 있는 미세한 흠집이나 불완전성을 검사하기 위해 광음향 현미경법을 응용하였다. 반도체 표면에서 발생되는 광음향 신호를 측정하여 흠집의 형태와 깊이를 결정함으로써 3차원 영상을 분석하여 그 구조를 밝혔다. 또한 광음향 현미경법을 이용하여 진성 GaAs 반도체의 운반자 운송성질(비방사 벌크재결합 및 비방사 표면재결합)과 열확산도 및 시료 깊이에 따른 3차원 영상을 분석하여 진성 GaAs 반도체 열확산도 측정 시, 빛이 조사되는 표면조건에 따라 광음향신호의 주파수 의존성이 달라짐을 관측하였다. 실험결과 표면상태가 거친 면에서 매끄러운 면으로 갈수록 높은 주파수 의존성을 나타내었다. Si 웨이퍼 위에 임의로 제작되어진 흠집을 만들고 이를 광음향 현미경법으로 측정한 결과 광음향 신호는 변조되는 주파수와 웨이퍼의 열적 특성에 따라 달라지며 이를 통하여 흠집의 형태와 위치 및 크기를 확인하였다. 광음향 현미경은 반도체 소자나 세라믹 물질에 대하여 비파괴 검사와 비파괴 평가에 관한 연구가 가능하며 반도체 공정 과정에서 생겨날 수 있는 시료의 깨짐이나 결함 등을 검사하는데 응용 가능한 분석법임이 증명되었다.

Effect of the initial imperfection on the response of the stainless steel shell structures

  • Ali Ihsan Celik;Ozer Zeybek;Yasin Onuralp Ozkilic
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권6호
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    • pp.705-720
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    • 2024
  • Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.