• 한국정밀공학회지
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• 제16권1호통권94호
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• pp.227-237
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• 1999

As the interface bonding phenomenon between the matrix and the reinforcements has a large effect on the mechanical properties of MMCs, a sugestion of the strength analysis technique considering the residual stress and the interface bonding phenomenon is very important for the design of pans and the estimation of fatigue behavior. In this paper the three dimensional finite element anaysis is performed during the elasto-plastic deformation of the particulate reinforced metal matrix composites. It was analyzed with the volume fractions in view of microscale. Bonding strength. interface separation and matrix void growth between the matrix and the reinforcements will be predicted on deformation under tensile loading. An interface seperation is estimated by the fracture criterion which is a critical value of generalized plastic work per unit volume. The shape of the reinforcement is assumed to be a perfect sphere. And the type of the reinforcement distribution is assumed as FCC array. The thermal residual stress in MMCs is induced by the heat treatment. It is included at the simulation as an initial residual stress. The element birth and death method of the ANSYS program is used for the estimation of the interface bonding strength, void generation and propagation. It is assumed that the fracture in the matrix region begin to occur under the external loading when the plastic work per unit volume is equal to the critical value. The fracture strain will be defined. The experimental data of the extruded $SiC_p$>/606l Al composites are compared with the theoretical results.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권4호
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• 한국해양공학회지
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• 제21권5호
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• pp.55-60
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• 2007

Bellows are mechanical components which prevent the damage of system by absorption of the vibration and the displacement of axle and radial direction. Thermal piping system is expanded by the fluid of the high temperature from the heat engine inside. At this time, bellows prevent the damage of the piping due to the thermal expansion. Recently, design of bellows is required to fit some other operational environments which are not suggested in the E.J.M.A code book. And it is difficult to produce and to maintain bellows of high temperature and high pressure bemuse of its complicated shape and this causes the manufacturing cost to rise. The objective of this study is to determine optimum shape of bellows which can endure in the high temperature and high pressure. The maximum stress has an effect on the fatigue life of bellows, therefore it needs to be minimized. This study attempts to find a shape which minimizes the stress occurring in the bellows by the design of experiment. The model used in this study is not presented in the E.J.M.A code book, therefore, from the result of design of experiment we find the factors which give effects on the characteristic value and we presents the recession model using the RSM, which can predict the characteristic values depending on the change of factor values.

• 동력기계공학회지
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• 제13권5호
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• pp.52-58
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• 2009

A gas turbine consists of an upstream compressor and a downstream turbine with a combustion chamber, and also the compressor and the turbine are generally coupled using a single shaft. Many casing bolts are used to assemble two horizontally separated casings, the gas turbine casing and the compressor casing, in both of axial and vertical directions. Because drilled holes for casing bolts in vertical direction are often too close to drilled holes for casing bolts in axial direction, one can observe cracks in the area frequently during operations of a gas turbine. In this study of the root cause analysis for the cracking initiating from the drilled holes of the casings of a gas turbine, the finite element analysis(FEA) was applied to evaluate the thermal and mechanical characteristics of the casings. By applying the field operation data recorded from combined cycle power plants for FEA, thermal and thermo-mechanical characteristics of a gas turbine are analyzed. The crack is initiated at the geometrical weak point, but it is found that the maximum stress is relieved when the same type of cracks is introduced on purpose during FEA. So, it is verified that the local fracture could be delayed by machining the same type of defects near the hole for casing flange bolts of the gas turbine, where the crack is initiated.

• 한국의류산업학회지
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• 제16권3호
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• pp.485-491
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• 2014

This study verified the effect of summer flight ventilation developed in a previous study based on wearing comfort evaluation. Seven healthy males in their twenties volunteered for this experiment conducted in aclimatic chamber. The experiment consisted of three consecutive periods of rest (20 minutes), running on a treadmill (10 minutes) and recovery (20 minutes). A comparative evaluation was conducted on the general flight suit which had no ventilation holes and summer flight suit that use subjective satisfaction measures and objective measures. The subjective satisfaction was evaluated according to the criteria of temperature sensation, wet sensation, thermal comfort and fatigue sensation. The objective satisfaction was measured by skin temperature, microclimate (temperature and humidity), sweat rate and thermography. The comparative wearing evaluation identified the summer flight suit decreased the temperature between skin and suit by $0.42^{\circ}C$ (upper arm), $0.9^{\circ}C$ (calf) and the skin temperature by $0.3^{\circ}C$ (shoulder), $0.4^{\circ}C$ (upper arm), $0.5^{\circ}C$ (calf) as compared to the general flight suit. The humidity inside the summer flight suit decreased at head (7.73%), shoulder (5.86%), upper arm (5.26%), and calf (8.73%) compared to the one inside the general flight suit. Thermography showed that the air flowed through ventilation holes (neck and armpit). The design of ventilation holes applied to the summer flight suit can be applicable to overall clothing that requires thermal comfort such as dust-free garments, mechanical clothing and combat uniforms.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권4호
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• pp.132-139
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• 2016

The piston of a marine diesel engine works under severe conditions, including a combustion pressure of over 180 bar, high thermal load, and high speed. Therefore, the analyses of the fatigue strength, thermal load, clamping (bolting) system and lubrication performance are important in achieving a robust piston design. Designing the surface profile and the skirt ovality carefully is important to prevent severe wear and reduce frictional loss for engine efficiency. This study performs flexible multi-body dynamic and elasto-hydrodynamic (EHD) analyses using AVL/EXCITE/PU are performed to evaluate tribological characteristics. The numerical techniques employed to perform the EHD analysis are as follows: (1) averaged Reynolds equation considering the surface roughness; (2) Greenwood_Tripp model considering the solid_to_solid contact using the statistical values of the summit roughness; and (3) flow factor considering the surface topology. This study also compares two cases of skirt shapes with minimum oil film thickness, peak oil film pressure, asperity contact pressure, wear rate using the Archard model and friction power loss (i.e., frictional loss mean effective pressure (FMEP)). Accordingly, the study compares the calculated wear pattern with the field test result of the piston operating for 12,000h to verify the quantitative integrity of the numerical analysis. The results show that the selected profile and the piston skirt ovality reduce friction power loss and peak oil film pressure by 7% and 57%, respectively. They also increase the minimum oil film thickness by 34%.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.347-354
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• 2016

가스 터빈은 기동 및 정지 횟수가 많기 때문에 열피로나 취화 현상으로 인한 가스터빈 케이싱의 균열 또는 케이싱의 플랜지면에서 고온고압 가스의 누설이 발생할 가능성이 높다. 따라서 가스터빈 케이싱의 구조안전성 및 플랜지면에서의 누설평가는 반드시 수행되어야 하는 부분이다. 본 논문에서는 유한요소해석을 바탕으로 터빈 케이싱의 ASME B&PVC VIII-2 구조안전성 평가 및 접촉압력을 통한 누설 평가 그리고 볼트의 구조안전성 평가를 진행하였다. 또한 가스터빈 케이싱의 유한요소모델링 및 해석/평가 방법을 제안하여 가스터빈 개발에 활용할 수 있게 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권2호
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• pp.85-90
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• 2010

절대온도(OK) 이상의 온도를 가지고 물체는 표면온도에 대응하는 적외선 파장대역에서 적외선 에너지를 방출하게 된다. 적외선열화상은 적외선 파장대역에 반응하는 검출기를 이용하여 검출된 적외선 량을 온도로 변환하고 사용자에게 적외선영상을 실시간으로 제공하는 비파괴검사 방법이다 원자력발전소의 배관은 부식, 피로 등으로 인해 두께가 얇아져 큰 사고로 이어질 수 있는 결함이 발생하므로 이를 위한 효율적인 비파괴검사 시스템이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 적외선열화상 카메라로 측정한 온도와 배관의 결함 깊이 및 크기와의 상관관계를 알아보고 이를 원자력발전소 배관에 적용하여 결함을 검출하는 연구를 수행하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권3호
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• pp.63-69
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• 2019

전자부품에 대한 보드실장은 아직까지 솔더를 이용한 접합기술을 주로 이용하고 있다. 그러나, 솔더의 크? 및 피로특성으로 인한 접합부 내구한계로, 자동차 전장모듈에서는 반영구적인 접합기술인 프레스 핏(Press-fit) 접합기술 적용을 확대하고 있다. 프레스 핏 접합은 프레스 핏 금속단자를 보드내 쓰루 홀(Through hole)에 기계적으로 삽입하여 체결하는 접합기술로써, 적절한 금속단자의 소성변형으로 쓰루 홀 내부 표면접합을 밀착시킴으로써 강건한 접합을 유도한다. 본 논문에서는 보드내 쓰루 홀 크기 및 표면처리에 따른 프레스 핏 접합 특성 및 신뢰성을 솔더링과 함께 비교하기 위해, 보드 쓰루 홀 크기에 따른 삽입강도 및 삽발강도를 평가하였으며, 열충격 시험을 통한 실시간 저항변화를 통해 프레스 핏 및 솔더링 접합부의 저항변화를 관찰하였다. 또한, 각 접합부위 분석을 통한 프레스 핏 및 솔더링 접합열화를 분석하여 주요 파손모드를 고찰하고자 하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권7호
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• pp.440-446
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• 2009

Co base superalloys have been widely used for the parts of gas turbine due to their excellent strength, thermal fatigue, oxidation resistance and weldability at high temperature. In this study, directional solidifications were carried out at various solidification rates, including $0.5{\sim}300{\mu}m/s$ in the Co base superalloy FSX-414. The cellular interface were formed at a low solidification rate, $1{\mu}m/s$, and the dendritic interface was found at higher solidification rates, $5{\sim}300{\mu}m/s$. As the spacing of dendrite structure decreased, the size and spacing of eutectics decreased. Dendrite arm spacing decreased with increasing solidification rates and temperature gradient. It was interesting to find the $M_{23}C_{6}$ eutectic microstructure formed between $\gamma$ dendrites. Composition analysis showed that Cr and W were segregated severely between the dendrites, which resulted in the formation of Cr-rich $M_{23}C_{6}$ and W-rich MC carbides.