• 제목/요약/키워드: Thermal Fatigue

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고토크 복합재 프로펠러 샤프트 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of High Torque Composite Propeller Shaft)

  • 박지상;황경정;김태욱;윤형석
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.22-26
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    • 2002
  • The goal of this study is to replace the current forward 2-piece propeller shaft of 8 ton large truck made of steel with 1-piece composite propeller shaft. A low cost Glass/Epoxy composite propeller shafts were successfully developed, which satisfy requirements such as the capacity of static torque transfer, fatigue strength and bending natural frequency. Devising secure joining method of a composite tube and metal yoke was the most critical issue in successful development of a high torque composite propeller shaft. In this study, joining method using thermal interference fit was adopted for composite to metal joint. Optimum conditions of heating temperature and interference level of thermal interference fit were determined from thermal stress analysis using 3D finite element method. Static torsion test, fatigue test, RPM and balance test were performed to verify the design.

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63Sn-37Pb 땜납의 크리프 특성에 관한 연구 (A Study on the Creep Characteristics of Solder of 63 Sn-37Pb)

  • 이억섭;김의상
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.138-144
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    • 2004
  • The initiation and the propagation of solder joint crack depend on its environmental conditions, such as high temperature creep and thermal fatigue. Creep is known to be the most important factor for the mechanical failure of solder joints in micro-electronic components and micro-systems. This is mainly caused by the different thermal expansion coefficients of the materials used in the micro-electronic packages. To determine the reliability of solder joints and consequently the electronic components, the characterization of the creep behavior of this group of materials is crucial. This paper is to apply the theory of creep into solder joints and to provide related technical information needed for evaluation of reliability of solder joint to failure. 63Sn-37Pb solder was used in this study. This paper experimentally shows a way to enhance the reliability of solder joints.

재사용이 가능한 실험용 액체로켓엔진의 저주기 피로수명예측 (Low Cycle Fatigue Life Prediction of Reusable Experimental Liquid Rocket Engine)

  • 한풍규;송준영
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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    • pp.8-9
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    • 2002
  • 액체로켓엔진의 연소기는 고온고압의 연소가스에 의해 벽면온도가 매우 높은 수준에 도달하기 때문에, 연소기가 열적으로 안정적으로 작동할 수 있는 메카니즘이 필요하게 되며, 따라서 이러한 방식의 하나로서 추진제를 이용한 재생냉각방식이 널리 사용되고 있다. 일반적으로 재생냉각형 연소기의 내벽은 열전도도가 우수한 구리 또는 구리합금 계열이 많이 사용되고 있다. 이러한 내벽 재질의 내구성은 주로 creep rupture, low cycle thermal fatigue, thermal-mechanical ratcheting에 의해 결정되는데, 사각형태의 냉각채널의 연소기에서는 thermal-mechanical ratcheting 특성이 수명 결정 주요 인자이다. Thermal-mechanical ratcheting은 그림 1과 같이 연소가스 영역과 냉각제 영역을 분리하는 벽면에서 국부적인 부풀음이 일어나면서 벽면두께가 감소하는 소성변형 형태로 나타나는데, 이러한 것을 Dog- house 형상이라 한다.

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Fabrication of $Ti(Al,\;O)-Al_2O_3$ Powder Feedstock for Thermal Spraying and Evaluation of the Composite Coating

  • Cao, Peng;Gabbitas, Brian;Zheng, Ling;Zhang, Deliang
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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    • pp.49-50
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    • 2006
  • [ $Ti(Al,\;O)-Al_2O_3$ ] composite powders were produced by high energy mechanical milling of a mixture of Al and $TiO_2$ powders followed by a combustion reaction. The powders were subsequently thermally sprayed on H13 steel substrates. Microstructural examination was conducted on the composite powders and thermally sprayed coatings, using X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The performance of the coatings was evaluated in terms of micro-hardness and thermal fatigue. The thermally sprayed coatings performed very well in the preliminary thermal fatigue tests and showed no wetting tendency to molten aluminum.

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세라믹 촉매 담체의 내구 설계 기준에 대한 실험 및 수치해석의 비교 (Comparison of Experimental and Numerical Analysis for Durability Design Criteria in Ceramic Catalyst Substrate)

  • 백석흠;조석수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권9호
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    • pp.58-66
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    • 2010
  • This study examines thermal safety on three-way catalyst that dominates 70 % among whole exhaust gas purification device in 2003. Three-way catalyst durability in the Korea requires 5 years/80,000 km in 1988 but require 10 years/120,000 km after 2002. Three-way catalyst durability in the USA requires 7 years/120,000 km but require 10 years/160,000 km after 2004. Three-way catalyst maintains high temperature in interior domain but maintains low temperature on outside surface. Therefore this device shows tensile stress on outside surface. Temperature distribution of three-way catalyst was acquired by thermal flow analysis for predicted thermal flow parameter. Thermal stress analysis for three-way catalysis was performed based on this temperature distribution. Thermal safety of three-way catalyst was estimated by power law dynamic fatigue life estimation and strength reduction methods for thermal stress.

5% 크롬 냉간 압연용 작업롤의 피로손상 평가에 대한 연구 (Assessment of fatigue damage in 5% chrome cold rolling work roll)

  • 곽길준;김광수;이시우;여원구;박영철
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.316-321
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    • 2000
  • The role of fatigue on the surface damage of 5% chrome cold milling work roll is evaluated. Uniaxial and torsional fatigue tests are carried out, and the baseline data for fatigue life evaluation are established. An appropriate multiaxial fatigue parameter is developed from the fatigue data. Fatigue tests are also performed under compressive mean stresses, and a mean stress model is formulated. A computer program is developed to assess the interaction of fatigue and grinding of the roll. The fatigue damage is computed for selected servicing conditions. It is found that the fatigue damage can be an important issue when the effect of mean stress is ignored, however the fatigue damage is negligibly small when the effect of mean stress including the residual stresses currently used is fully accounted. The result indicates that spalling due to the growth of thermal shock cracks is more important than fatigue damage in roll surface failure.

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고집적용 구리배선의 electromigration 및 thermal fatigue 연구 (Electromigratoin and thermal fatigue in Cu mentallization for ULSI)

  • 김영후;박영배;;;주영창
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.53-58
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    • 2005
  • 구리 배선에서의 신뢰성 평가를 위해 직류전류와 교류전류를 각각 인가하였을 때의 파손 발생을 분석해 보았다. 직류 전류에서는 electromigration 현상이 발생하는데, 높은 전류 밀도와 온도에서 더욱 빠르게 파손이 진행되었으며, 실험을 통해 구한 활성화 에너지와 전류밀도 의존지수는 각각 0.96eV와 4의 값을 갖는 것으로 나타났다. 교류 전류에서는 열 피로 현상이 발생하였는데, 높은 주파수와 ${\Delta}$T가 클수록 파손이 심하게 진행되었다. 집합 조직에 따른 failure morphology분석 결과, (100)grains에서는 결함이 넓게 성장하여 facetted grains가 되지만 (111)에서는 배선의 두께 방향으로 성장하여 빠르게 단선을 유발하는 것으로 나타났다.

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열적-기계적 반복하중을 받고 있는 엔진 배기매니폴드의 열피로 수명예측 (Prediction of Thermal Fatigue Life of Engine Exhaust Manifold under Thermo-mechanical Cyclic Loading)

  • 최복록;장훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권7호
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    • pp.911-917
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    • 2010
  • 본 연구에서는 열적-기계적 주기하중을 받고 있는 엔진 배기매니폴드에 대해서 열응력 해석방법과 열피로수명 예측과정을 제시하였다. 즉, 파손현상이 복잡한 배기시스템의 효율적인 유한요소 모델링 방법과 온도 의존성 재료의 시험결과를 이용한 해석 데이터 구성, 그리고 열사이클 하중에 대한 열응력 및 파손 예측방법을 디젤엔진의 배기매니폴드에 대해서 나타내었다. 일반적으로 배기매니폴드의 파손 취약부에서는 고온영역에서 큰 압축소성변형이 발생하고 냉각시에는 인장의 잔류응력이 나타난다. 따라서 이같은 응력과 변형률의 이력곡선으로부터 소성변형의 진폭 또는 소성에너지의 크기를 얻을 수 있으며 이를 통해서 피로수명을 예측할 수 있다.