• 한국해양공학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.123-129
• /
• 2006

The mechanical properties of bellows, such as the extensibility and the strength can be changed depending on the shape. For the shipbuilding material, it is desirable that the fatigue life is long due to the elastic property and the reduction of thermal stress in piping system. Nowadays, the domestic production and design of bellows are based on the E.J.M.A. Code. Therefore, the design standard is in need because of much errors and lack of detailed analysis. In this study, it is attempted to find out the optimal shape of U-type bellows using the finite element analysis. The design factors, mountain height, length, thickness, and the number of convolutions are considered and the proper values are chosen for the simulation. The results shaw that as the number of convolutions reduces, the volume decreases while the stress increases. However, as the number of convolutions increases, the volume increases above the standard volume and the stress obviously increases. In addition, the effect of the thickness of bellows on the stress is very large. Both of the mass and stress are decreasing at a certain lower value region. Also, we investigated shape optimization with considering maximum stress distribution tendency.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
• /
• 제10권4호
• /
• pp.300-307
• /
• 2018

PURPOSE. To investigate the fatigue and fracture resistance of computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD/CAM) ceramic molar crowns on dental implants and human teeth. MATERIALS AND METHODS. Molar crowns (n=48; n=8/group) were fabricated of a lithium-disilicate-strengthened lithium aluminosilicate glass ceramic (N). Surfaces were polished (P) or glazed (G). Crowns were tested on human teeth (T) and implant-abutment analogues (I) simulating a chairside (C, crown bonded to abutment) or labside (L, screw channel) procedure for implant groups. Polished/glazed lithium disilicate (E) crowns (n=16) served as reference. Combined thermal cycling and mechanical loading (TC: $3000{\times}5^{\circ}C/3000{\times}55^{\circ}C$; ML: $1.2{\time}10^6$ cycles, 50 N) with antagonistic human molars (groups T) and steatite spheres (groups I) was performed under a chewing simulator. TCML crowns were then analyzed for failures (optical microscopy, SEM) and fracture force was determined. Data were statistically analyzed (Kolmogorow-Smirnov, one-way-ANOVA, post-hoc Bonferroni, ${\alpha}=.05$). RESULTS. All crowns survived TCML and showed small traces of wear. In human teeth groups, fracture forces of N crowns varied between $1214{\pm}293N$ (NPT) and $1324{\pm}498N$ (NGT), differing significantly ($P{\leq}.003$) from the polished reference EPT ($2044{\pm}302N$). Fracture forces in implant groups varied between $934{\pm}154N$ (NGI_L) and $1782{\pm}153N$ (NPI_C), providing higher values for the respective chairside crowns. Differences between polishing and glazing were not significant ($P{\geq}.066$) between crowns of identical materials and abutment support. CONCLUSION. Fracture resistance was influenced by the ceramic material, and partly by the tooth or implant situation and the clinical procedure (chairside/labside). Type of surface finish (polishing/glazing) had no significant influence. Clinical survival of the new glass ceramic may be comparable to lithium disilicate.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권5호
• /
• pp.665-671
• /
• 2013

제 4 세대 소듐냉각 고속로에는 중간열교환기(IHX), 붕괴열제거 열교환기(DHX), 공기 열교환기(AHX), 핀형 소듐-공기 열교환기(FHX) 및 증기발생기(SG)를 포함한 다양한 열교환기들이 설치된다. 본 연구에서는 STELLA-1 시험루프에 설치된 소듐-공기 열교환기인 AHX 와 SELFA 시험루프에 설치될 핀형(finned) 소듐-공기 열교환기인 FHX 등 2 기의 열교환기 설계에 대해 3D 상세 유한요소해석을 수행하고, 동 결과에 기초하여 고온설계 기술기준을 따라 크리프-피로 손상평가를 수행하였다. 손상 평가결과 AHX와 FHX는 의도하는 크리프 피로 손상 하중 하에서 구조 건전성을 유지하는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제25권7호
• /
• pp.1082-1088
• /
• 2001

Nowadays study on recycling disused plastics for automobiles was lively progressed. Rubber and talcum powder was added to retrieve degradation of physical properties caused by recycling disused polypropylene. The effect of the temperature, the fatigue load and the loading speed on DEN(double edged notch) specimen which was made by the pp-rubber composites during fracture was studied by. DEN specimen was made on PP-rubber composites through the injection molding. With increasing temperature the fracture strength was linearly decreased and the fracture energy was increased by $0^{\circ}C$ and after that decreased. In the same temperature the fracture strength during increasing the notch radius was hardly increased. The fracture behaviour at low and high loading speed was different entirely. At high loading speed plastic region was small and fracture behaviour was seen to brittle fracture tendency. With increasing fatigue load fracture energy was first rapidly decreased and subsequently steady when radius of notch tip was 2mm, but Maximum load during fracture scarcely varied. The deformation mechanism of polypropylene-rubber composites during fracture was studied by SEM fractography. A strong plastic deformation of the matrix ahead of the notch/crack occurred. The deformation seem to be enhanced by a thermal blunting of the notch/crack.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권4호
• /
• pp.379-384
• /
• 2014

가스터빈엔진의 가장 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고온, 고압축비, 고속 회전이라는 가혹한 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경과 디스크와 블레이드가 가지는 큰 회전 에너지로 인해 디스크 및 블레이드에 의해 유발되는 파손은 항공기 손상 혹은 탑승자의 피해로 이어지는 재해적 고장 혹은 한계 고장으로 이어진다. 그러므로 디스크와 블레이드의 구조적 건전성의 마진을 충분히 확보하기 위해서 본 연구에서는 디스크의 취약 부위인 도브테일의 형상을 최적화하고, 그 해의 강건성을 확인하기 위해 치수 공차와 피로 수명의 산포와 같은 불확실성에 대하여 신뢰도 해석을 수행하고자 한다. 이 결과를 통해 결정론적 방법인 최적설계의 필요성과 함께 한계를 확인하고, 향후 신뢰도 기반 최적설계의 필요성을 인지하고자 한다. 이를 위해 비선형 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소해석을 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
• /
• pp.1274-1277
• /
• 2004

최근 에너지 소비구조의 선진화에 따라 전력수요는 매년 10%이상 증가하고 있지만 철탑부지확보 및 환경 문제 둥에 의해 신규 송전선의 건설은 점차 어려워지고 있다. 이에 대한 대책으로 철탑의 교체 없이 송전선의 전류용량간 증가시키는 방안이 우선적으로 고려되어 적용되고 있다. 이미 국내에서도 기존 송전선인 ACSR 전선을 중용량 저이도의 특성을 가진 STACIR/AW(Super Thermal-resistant Aluminum alloy Conductors, aluminum-clad Invar-Reinforced)송전선으로 교체하여 전력 수송량을 증가시키고 있다. STACIR/AW전선은 도체의 내열성을 향상시켜 연속허용온도$(210^{\circ}C)$를 높임으로 전류용량을 증가시키고, ACSR에 사용되는 강심재료인 고탄소강선을 선팽창계수가 낮은 인바강선(INVAR)으로 대체함으로 고온환경에 따른 이도증가를 방지하고 있다. 그러나 STACIR/AW 송전선은 ACSR 송전선에 비하여 연속허용온도가 높고 경간의 거리가 멀기 때문에 열화에 의한 피로특성의 변화 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 증용량저이도전선의 강심소재인 INVAR/AW강선을 소정의 온도에서 경년 열화하고, 열화시간에 따른 강도와 피로특성의 변화를 조사하여, STACIR/AW전선의 안정적 운전을 위한 재료물성적 관리인자를 도출하고자 하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.17-29
• /
• 2023

본 논문에서는 전자제품의 소형화와 고성능화에 따라 패키징 기술에서 핵심적인 역할을 하는 솔더 조인트의 신뢰성 평가 방법을 소개한다. 우선, 다양한 합금 조성과 제품 형태에 따른 솔더의 특성을 설명하고, 여러 패키지에서의 솔더 조인트 구조에 대한 개요를 제시한다. 그 다음 솔더 합금의 조성과 미시구조가 솔더의 열적 및 기계적 특성에 미치는 영향을 분석하며, 솔더 크리프 거동에 대해 간략히 소개한다. 이어서, 신뢰성 평가를 위한 크리프 모델과 피로 모델 등을 고려한 분석 기법들을 소개하고, 솔더 조인트의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방안에 대해 논의한다. 본 연구는 반도체 패키징 기술 분야에서 솔더 조인트의 신뢰성 평가와 개선에 유익한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• Wind and Structures
• /
• 제37권4호
• /
• pp.289-302
• /
• 2023

Insulating glass units (IGUs) have been widely used in buildings in recent years due to their superior thermal insulation performance. However, because of the panel reciprocating motion and fatigue deterioration of sealants under long-term wind loads, many IGUs have the problem of early failure of watertight properties in real usage. This study aimed to propose a statistical method for wind-induced deflection of IGU panels during the whole life service period, for further precise analysis of the accumulated fatigue damage at the sealed part of the edge bond. By the estimation of the wind occurrence regularity based on wind pressure return period, the events of each wind speed interval during the whole life were obtained for the IGUs at 50m height in Beijing, which are in good agreement with the measured data. Also, the wind-induced deflection analysis method of IGUs based on the formula of airspace coefficient was proposed and verified as an improvement of the original stiffness distribution method with the average relative error compared to the test being about 3% or less. Combining the two methods above, the deformation of the outer and inner panes under wind loads during 30 years was precisely calculated, and the deflection and stress state at selected locations were obtained finally. The results show that the compression displacement at the secondary sealant under the maximum wind pressure is close to 0.3mm (strain 2.5%), and the IGUs are in tens of thousands of times the low amplitude tensile-compression cycle and several times to dozens of times the relatively high amplitude tensile-compression cycle environment. The approach proposed in this paper provides a basis for subsequent studies on the durability of IGUs and the wind-resistant behaviors of curtain wall structures.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권4호
• /
• pp.263-270
• /
• 2017

조선소에서 사용되는 대형 셧오프 밸브의 개폐를 위한 용기의 경우, 저압의 고정식 대형 공기탱크가 사용되고 있는데, 이는 먼 거리에 있는 밸브에 공압을 공급해야 할 경우, 추가 배관이 필요하며 수송도중 압력 강하가 발생하는 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 작업자들의 편의성을 증대시키고, 공기누설로 인한 폭발 방지를 위하여 고압의 휴대형 용접식 질소용기(11 kg, 10 L 및 50 bar)의 설계를 수행하였다. 구조적으로 취약한 용접부를 최소화하기 위하여 용기의 외형을 타원형으로 설계하였으며, 기준 무게 및 용적 충족과 사용압력에 대한 구조안전성을 확립하기 위하여 용기의 두께와 장단축 비를 설계하였다. 또한 용접 잔류응력 예측을 위해 APDL(ANSYS Parametric Design Language)을 이용하여 과도 열-구조 연성해석을 수행하였으며, 내압에 의한 구조안전 및 피로수명을 검증하였다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.189-193
• /
• 2020

본 연구에서는 운행하는 기차의 바퀴와 선로 사이에서의 마찰접촉에 의한 열팽창에 따른 선로 간의 이음새의 떨어진 간격에 따라서 그 선로에 대한 구조해석을 하였다. 이음새의 간격이 넓은 조건, 즉 겨울철 조건(모델 B)이 이음새의 간격이 좁은 조건인 여름철 조건(모델 A)보다 똑같은 힘을 주었을 때 등가 응력과 전변형량이 더 발생한다는 것을 알 수 있다. 본 연구 결과를 기차선로 설계에 응용한다면 피로 파손 방지 및 그 내구성을 증대시키는데 활용성이 클 것으로 사료된다. 계절별 기차선로 이음새에서의 내구성 해석을 적용함으로서 본 연구 결과가 미적인 설계에 응용되는 융합 연구에 유리하다고 보여진다.