• 제목/요약/키워드: Thermal Fatigue

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50 MPa급 대용량 수소압축기 사이클 해석 (Hydrogen Compressor Cycle Analysis for the Operating Pressure of 50 MPa and High Charging Capacity)

  • 송병희;명노석;장선준;권정태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.66-73
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    • 2020
  • 현재 개발되고 있는 수소 압축 사이클에서는 압축기를 통해 초고압으로 압축된 수소를 고압용기 내에 저장하여 사용한다. 이러한 충전과정 중 용기내의 수소의 압력 및 온도 상승으로 인하여 고압용기에서 열응력이 발생할 수 있다. 고압용기의 신뢰성을 확보하기 위해서는 용기내의 수소의 온도를 예측하고 제어하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이러한 고압용기의 신뢰성 해석을 위하여 50 MPa급 수소압축시스템에서 고압용기를 충전하는 과정에서의 압력상승에 따른 용기 내의 수소온도 변화 및 외부와의 열평형까지 걸리는 시간, 감압밸브를 지날 때의 수소온도 변화, 고압용기 냉각을 위한 열교환기의 요구능력 등에 대하여 이론적인 방법과 수치적인 방법으로 해석을 수행하였다. 이론해석 결과, 고압용기의 내부 온도는 충전하기 전에 40 ℃에서 충전 후 1st cycle, 2nd cycle에서 평균적으로 126.675 ℃, 62.1 ℃가 증가하였다. 또한, 고압용기의 충전량은 1st cycle, 2nd cycle에서 각각 7.9 kg, 8.9 kg으로 계산되었다. 본 연구의 결과는 수소충전소와 같이 수소압축시스템이 필요한 현장의 인프라 설계 및 구축 등에 유용하게 활용 될 것이다.

통증어휘를 이용한 통증비율척도의 개발연구 (A Study for Development of Ratio Beale Measuring Pain Using Korean Pain Tersm)

  • 이은옥;윤순녕;송미순
    • 대한간호학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.93-111
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    • 1984
  • The main purpose of this study is to develop a ratio scale measuring level of pain using Korean pain terms. The specific purposes of this study are to identify the degree of pain of each pain term in each subclass: to classify each subclass in terms of dimensions of pain; and to analyze factors of the Korean pain ratio scale clustering together. One hundred an4 fifty eight pain terms which were originally identified as representative terms and their synonyms were used for data collection. Fifty eight nursing professors ana sixty one medical doctors who have contacted with patients having pain were asked to rate the weight of each pain term on a visual analogue scale. Subclasses in which ranks of pain terms were same f s findings in two previous studies were 1) thermal 3 am 2) cavity pressure, 3) single stimulating pain, 4) radiation pain. and 5) chemical pain. Subclasses in which ranks of pain terms were confused were 1) incisive pressure, and 2) cold pain. Subclasses in which one new pain term was added were 1) inflammatory-repeated pain, 2) punctuate pressure, 3) constrictive pressure, 4) fatigue-related pressure, and 5) suffering-relate4 pain. Subclasses in which two new pain terms were added were 1) traction pressure, 2) peripheral nerve pain, 3) dull pain, 4) pulsation-related pain, 5) digestion-related pain, 6) tract pain, and 7) punishment-related pain. Subclass in which 3 new pain terms were included was fear-related pain. Rating scores of 5 words in 4 subclasses were significantly different between the normal group and the extreme group of subjects in terms of subjective rating. Only one word among 6 words was that newly added to the scale. Rating scores of 12 words in 9 subclasses were significantly different between doctor group and nursing professor group. Among these 12 words, only 3 were those newly added to the scale. In comparison of these 12 words, mean scores of the nursing professors were always 7 to 16 points higher than those of the medical doctors. In the analysis of judgement of subjects in terms of dimensions of pain terms, subclasses of dull pain, cavity pressure, tract pain and cold pain were suggested to be included in the miscellaneous dimension. As a result of factor analysis of the ratings given to 96 pain words using principal components analysis without iteration and with varimax rotation limiting the number of factors to 4, factors of severe pain (factor I) mild-moderate pain (factor II) , causative pain (factor III) and temperature-related pain(factor IV) were extracted with the factor loading above 0.388. When the pain words were re-arranged on the bases of factor loading above 0.368, number of factors decreased to only first two factors. Maximum score of pain word in factor II was 46.17 and the minimum score of the factor I was 45.36. Further studies are needed to identify the validity, reliability, sensitivity and practicability of this ratio scale using patients having various sources of pain.

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ITO 기판에 제작된 PLZT 박막의 후열처리 온도에 따른 전기적 특성평가 (The electrical properties of PLZT thin films on ITO coated glass with various post-annealing temperature)

  • 차원효;윤지언;황동현;이철수;이인석;손영국
    • 한국진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.28-33
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    • 2008
  • R.F 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 Indium tin oxide(ITO)가 증착된 유리기판 위에 PLZT ($Pb_{1.1}La_{0.08}Zr_{0.65}Ti_{0.35}O_3$) 박막을 제작하였다. 기판온도를 $500^{\circ}C$로 고정하여 증착한 후 급속열처리 방법으로 다양한 온도 ($550-750^{\circ}C$)에서 후열처리 하였다. 후열처리온도의 변화에 따른 PLZT 박막의 결정학적 특성을 X선 회절법을 통하여 분석하였고 원자간력 현미경을 이용하여 박막의 표면 상태를 관찰하였다. 또한 precision material analyzer 을 이용하여 분극이력곡선과 피로특성을 측정하였다. 후 열처리 온도가 증가함에 따라 잔류분극 값(Pr)은 $10.6{\mu}C/cm^2$ 에서 $31.4{\mu}C/cm^2$로 증가하였으며 항전계(Ec)는 79.9 kV/cm에서 60.9 kV/cm로 감소하는 경향을 보였다. 또한 피로특성의 경우 1MHz 주파수에서 ${\pm}5V$의 square wave를 인가하여 측정한 결과 $700^{\circ}C$에서 후열처리한 시편의 경우 $10^9$회 이상의 분극반전을 거듭하였을 때 분극값이 15% 감소하는 결과를 나타내었다.

분말 사출 성형법으로 제조된 T42 고속도 공구강의 소결 조건에 따른 조직 특성 변화 (The Microstructural Properties Change Owing to the Sintering Condition of T42 High Speed Steel Produced by Powder Injection Molding Process)

  • 도경록;최성현;권영삼;조권구;안인섭
    • 한국분말재료학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.312-318
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    • 2010
  • High speed steels (HSS) were used as cutting tools and wear parts, because of high strength, wear resistance, and hardness together with an appreciable toughness and fatigue resistance. Conventional manufacturing process for production of components with HSS was used by casting. The powder metallurgy techniques were currently developed due to second phase segregation of conventional process. The powder injection molding method (PIM) was received attention owing to shape without additional processes. The experimental specimens were manufactured with T42 HSS powders (59 vol%) and polymer (41 vol%). The metal powders were prealloyed water-atomised T42 HSS. The green parts were solvent debinded in normal n-Hexane at $60^{\circ}C$ for 24 hours and thermal debinded at $N_2-H_2$ mixed gas atmosphere for 14 hours. Specimens were sintered in $N_2$, $H_2$ gas atmosphere and vacuum condition between 1200 and $1320^{\circ}C$. In result, polymer degradation temperatures about optimum conditions were found at $250^{\circ}C$ and $480^{\circ}C$. After sintering at $N_2$ gas atmosphere, maximum hardness of 310Hv was observed at $1280^{\circ}C$. Fine and well dispersed carbide were observed at this condition. But relative density was under 90%. When sintering at $H_2$ gas atmosphere, relative density was observed to 94.5% at $1200^{\circ}C$. However, the low hardness was obtained due to decarbonization by hydrogen. In case of sintering at the vacuum of $10^{-5}$ torr at temperature of $1240^{\circ}C$, full density and 550Hv hardness were obtained without precipitation of MC and $M_6C$ in grain boundary.

가스압접 이형철근의 기계적 강도 특성 연구 (A Study on the Mechanical Properties of Gas Pressure Welded Splices of Deformed Reinforcing Bar)

  • Jeon, Juntai
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.520-526
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    • 2015
  • 철근 콘크리트 구조에서 철근의 이음은 불가피하게 사용된다. 최근 들어 철근 콘크리트 구조물에 가장 많이 사용되고 있는 철근 이음에는 겹침 이음, 기계 이음, 그리고 용접 접합 등이 있다. 이중에서 저비용, 건설 현장에서의 실용성, 공사 기간 단축 및 고성능 등의 장점으로 인하여 가스 압접 이음의 효용성이 대두되고 있다. 그러나 가스 압접 이음 과정동안 철근이 열을 받게 되고 이는 접합부 주위에 잔류 응력으로 남아 철근의 피로수명에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 가스 압접 접합부의 명확한 잔류 응력 분석과 가스 압접 후 철근의 하중지지 능력을 확인하기 위한 인장 시험이 수행되어야 한다. 이 연구에서는 공용중인 철근(KS D3504 SD400)에 대하여 3차원 해석을 수행하여 연구 결과 잔류 응력은 상대적으로 작기 때문에 철근의 피로 수명에 영향을 미치지 않으며 인장 실험 결과에서도 가스 압접된 철근의 항복강도가 기준항복강도보다 높게 측정되어 하중 저항 능력도 가스 압접 이음부가 연속된 철근으로서의 거동에 충분히 그 성능을 발휘하는 것으로 나타났다.

Cu Reflow를 이용한 Pd-Cu-Ni 합금 수소분리막 특성 (Characteristic of Pd-Cu-Ni Alloy Hydrogen Membrane using the Cu Reflow)

  • 김동원;김흥구;엄기연;김상호;이인선;박종수;이신근
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권2호
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    • pp.160-165
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    • 2006
  • 니켈 분말을 이용하여 제조된 다공성 니켈 지지체 위에 팔라듐-구리-니켈 합금 수소 분리막을 제조하였다. 다공성 니켈 지지체는 열적안정성과 수소취성에 강한 모습을 나타내었으며, 다공성 니켈 지지체에 기존의 습식 방식인 염산에 의한 표면 전처리 방식을 건식 방식인 플라즈마 표면개질로 대체하였다. 다공성 니켈 지지체의 기공을 매립하기 위해 전해도금방식으로 $2{\mu}m$의 두께로 코팅하였으며, 그 후 니켈 도금된 지지체 위에 스퍼터 방식으로 팔라듐을 $4{\mu}m$, 구리를 $0.5{\mu}m$의 두께로 코팅하였다. 이와 같이 제조된 시편을 $700^{\circ}C$에서 1시간 구리 리플로우를 통해 미세기공이 없는 매우 치밀한 팔라듐-구리-니켈 합금 분리막을 제조하였다. 그 결과 팔라듐-구리-니켈 합금 수소분리막은 다공성 니켈지지체와 좋은 접착성을 가지고 있으며 수소-질소 혼합가스에서 무한대의 분리도 값을 나타내었다.

기능성화 산화 그래핀과 폴리인산암모늄을 이용한 직물 난연성 향상 (Enhanced Flame Retardancy of Cotton Fabric by Functionalized Graphene Oxide and Ammonium Polyphosphate)

  • 가동원;장성온;정현숙;진영호
    • Composites Research
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    • 제33권4호
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    • pp.177-184
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    • 2020
  • 난연 의류는 화염 및 고온 환경 속에서 착용자의 원활한 임무 수행을 돕고 추가적인 피해 확산을 방지한다. 그러나 기존 난연 의류의 높은 중량과 열 피로도는 개선이 필요하며, 친환경적인 방법으로 제작된 가볍고 편리한 난연 의류 개발이 요구되고 있다. 최근 인을 함유한 난연 물질 코팅으로 섬유에 난연성을 부여한 사례가 보고되고 있으나 이들은 국내외 방화복 및 난연 전투복 기준에 적합한 수준으로 발전될 필요성이 있다. 본 연구에서는 깊은 용융 용매로 기능성화된 산화 그래핀과 폴리인산암모늄을 동시에 섬유에 코팅하는 친환경적인 대량생산 공정을 제시한다. 코팅된 섬유는 열무게 분석(Thermogravimetric analysis), 수직불꽃저항성 시험(ASTM D6413), 콘칼로리미터법(ISO 5660-1), 한계 불꽃 확신 속도 시험(ISO 15025)으로 열 안정성 및 난연성이 시험되었다. 기능성화 산화그래핀과 폴리인산암모늄이 동시에 코팅된 직물은 단일 물질 코팅 직물보다 우수한 난연성을 보였고, 연소 이후에도 탄화된 부분의 팽창 효과로 섬유의 형상을 유지하는 것이 관찰되었다. 난연 직물의 세탁 안정성을 위해 추가적인 발수 처리 또한 시도되었다.

Occupational Heat Stress Impacts on Health and Productivity in a Steel Industry in Southern India

  • Krishnamurthy, Manikandan;Ramalingam, Paramesh;Perumal, Kumaravel;Kamalakannan, Latha Perumal;Chinnadurai, Jeremiah;Shanmugam, Rekha;Srinivasan, Krishnan;Venugopal, Vidhya
    • Safety and Health at Work
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    • 제8권1호
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    • pp.99-104
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    • 2017
  • Background: Workers laboring in steel industries in tropical settings with high ambient temperatures are subjected to thermally stressful environments that can create well-known risks of heat-related illnesses and limit workers' productivity. Methods: A cross-sectional study undertaken in a steel industry in a city nicknamed "Steel City" in Southern India assessed thermal stress by wet bulb globe temperature (WBGT) and level of dehydration from urine color and urine specific gravity. A structured questionnaire captured self-reported heat-related health symptoms of workers. Results: Some 90% WBGT measurements were higher than recommended threshold limit values ($27.2-41.7^{\circ}C$) for heavy and moderate workloads and radiational heat from processes were very high in blooming-mill/coke-oven ($67.6^{\circ}C$ globe temperature). Widespread heat-related health concerns were prevalent among workers, including excessive sweating, fatigue, and tiredness reported by 50% workers. Productivity loss was significantly reported high in workers with direct heat exposures compared to those with indirect heat exposures ($x^2=26.1258$, degrees of freedom = 1, p < 0.001). Change in urine color was 7.4 times higher among workers exposed to WBGTs above threshold limit values (TLVs). Conclusion: Preliminary evidence shows that high heat exposures and heavy workload adversely affect the workers' health and reduce their work capacities. Health and productivity risks in developing tropical country work settings can be further aggravated by the predicted temperature rise due to climate change, without appropriate interventions. Apart from industries enhancing welfare facilities and designing control interventions, further physiological studies with a seasonal approach and interventional studies are needed to strengthen evidence for developing comprehensive policies to protect workers employed in high heat industries.

CNT 마이크로파 가열을 이용한 고분자 기판의 상온 접합 및 기계적 특성평가 (Room-temperature Bonding and Mechanical Characterization of Polymer Substrates using Microwave Heating of Carbon Nanotubes)

  • 손민정;김민수;주병권;이태익
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.89-94
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    • 2021
  • 최근 플렉시블 기기의 상용화를 위하여 기계적 신뢰성 연구가 활발히 진행되고 있으며 이를 고려하여 신뢰성 높은 다양한 접합부의 구현이 중요하다. 기기의 많은 부피를 차지하는 고분자 기판 또는 필름을 접합할 때에는 재료의 약한 내열성으로 접합공정 중 열 손상이 발생할 수 있으므로 신뢰성을 확보를 위해 상온 접합공정이 필요하다는 제약이 있다. 기존의 기판 접합을 위해 사용되는 에폭시 또한 고온 경화가 요구되는 경우가 많고, 특히 경화 접합 후 에폭시는 접합부 유연성 및 피로 내구성에서 한계를 보인다. 이를 해결하기 위하여 접착제 사용이 없는 저온 접합 공정의 개발이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 마이크로파에 의한 탄소나노튜브 가열을 이용한 고분자 기판의 저온 접합공정을 개발하였다. PET 고분자 기판에 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT)를 박막 코팅한 뒤 이를 마이크로파로 국부 가열함으로써 접합 기판 전체는 저온을 유지하며 CNT-PET 기계적 얽힘을 유도하는 방식이다. PET/CNT/PET 접합시편에 600 Watt 출력의 마이크로파를 10초간 조사함으로써 유연기판 접합에 성공하였고 매우 얇은 CNT 접합부를 구현하였다. 접합 시편의 기계적 신뢰성을 평가하기 위해 중첩 전단 강도 시험, 삼점 굽힘 시험, 반복 굽힘 시험을 수행하였으며 각 시험으로부터 우수한 접합강도, 유연성, 굽힘 내구성이 확인되었다.

초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함 검출에 대한 연구 (A Study on Real-Time Defect Detection Using Ultrasound Excited Thermography)

  • 조재완;서용칠;정승호;정현규;김승호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.211-219
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    • 2006
  • 초음파 서모그라피는 초음파 진동 에너지 여기에 의한 물체의 표면 및 표면 아래에 존재하는 결함부위의 선택적 발열 특성을 적외선 열영상 카메라로 관측하는 것이다. 결함(균열, 박리, 공극 등) 이 존재하는 구조물에 초음파 진동 에너지를 입사시킬 경우 결함 부근에서의 국부적인 발열로 인해 건전 부위와의 급격한 온도차를 드러내는 핫 스폿이 관측된다. 초음파 진동 에너지 여기에 의한 핫 스폿 관측 및 분석을 통해 결함을 진단하는 것이 초음파 서모그라피를 이용한 비파괴 결함 진단 방법이다. 이를 이용한 결함 검출을 위해서는 초음파의 진동에너지를 검사 구조물에 효율적으로 전달하는 것이 중요하다 본 논문에서는 초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함검출에 대해 기술한다. 초음파 진동에너지의 입사 방향에 따른 결함 검출 특성을 평가하기 위해 진동에너지의 전달 방향을 시편과 수직 또는 수평방향으로 각각 입사시켰다. 각각의 입사 방향에 따른 초음파 트랜스듀서 양단에 인가되는 전압을 디지털 오실로스코우프로 계측 비교하였다. 결함 검출에 사용한 시편은 14 mm 두께의 SUS 균열(crack) 시편, PCB 기판(1.8 mm), 인코넬 600 판(1.0 mm) 및 CFRP 판(3.0 mm)의 4종류이다. 4종류의 시편에 대해 280ms 펄스폭의 초음파에너지를 수직 수평으로 각각 입사시켰다. 4종류 모두 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 전달 손실이 적었다. 복합재료인 PCB, CFRP 판은 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 결함 위치에서 열이 크게 발생하였으며 선택적 발열 현상도 3배 이상 지속되었다. 금속재료인 인코넬 600판과 SUS 시편은 수평방향이 수직방향보다 핫 스폿이 빨리 관측되었다.