• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.965-970
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• 2010

볼트와 너트는 기기와 구조물등에 기계적인 요소들을 결합하는데 널리 사용되어지고 있다. 너트의 주된역활은 보트의 축방향의 힘을 유지시키는 데 있다. 본 논문은 스프링을 사용한 새로운 형태의 로크너트에 대한 것이다. 너트에서는 스프링을 잡아주기 위해서 너트의 상단부분을 좁게 만드는 코킹과 정이 이루어진다. 하지만 이 과정에서는 크랙이 발생한다. 본 연구에서는 유한요소분석 프로그램인 MSC/Marc를 사용하여 초기 모델의 변형률을 측정하였다. 크랙의 발생은 실제 1020 steel의 최대 변형률과 모델의 최대값을 비교함으로써 결정되어 졌다. 그리고 로크너트는 반응표면분석법을 사용하여 최적화 되어졌다. 로크너트의 프로토타입은 최적화된 결과에 따라 생산되어 졌으며 그에 따라 크랙은 발생하지 않았다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2010

최근 자동차에서 경량화의 방안으로써 높은 강성을 요구하는 고장력강 사용이 증대 되고 있다. 그러나 고장력강은 저항 점용접 시 일반 강에 비해 높은 전류를 요구하며 계면파단 및 expulsion 발생이 용이하기 때문에 가용 전류 구간이 좁은 특성을 가진다. 많은 연구자들이 hold time, tempering 등의 process를 이용하여 고장력강의 저항 점용접성을 개선하고자 하였으나 생산 공정라인에 적용하기는 어려운 실정이다. 본 연구에서는 용접 공정 변수의 변화에 따른 용접성과 전극 형상 변화을 통한 고장력강 점 용접성 향상에 대한 연구를 실시 하였다. 고장력강의 점 용접성 비교하기 위해 표준 전극(S1)과 인위적으로 가공한 전극(M1)을 사용하였으며, 실험에 사용된 판재는 두께 1.4mm의 DP590이며, 그 결과 표준전극(S1) 보다 가공 전극(M1)의 가용 전류 구간이 0.5kA 정도 넓은 것으로 확인 되었다. 두 전극을 사용한 점용접 시험편들의 인장전단강도를 비교 해보면 표준전극(S1)을 적용한 점용접 시 인장전단강도는 KS B 0850 기준에 만족하나 계면 파단이 발생 하였다. 가공 전극(M1)을 적용한 점용접 시 인장전단강도는 규격 기준에 만족하나 버튼 파단이 발생 하였다. 두 전극을 적용한 점용접부 형상 및 용접부 온도 분포에대해 저항점용접 시뮬레이션 프로그램(SORPAS)을 이용하여 실험 결과 값과 비교 분석하였고 파단모드의 변화에 대한 원인 분석을 도출 하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.69-72
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• 2014

LNG 저장탱크의 9% Ni강 내부탱크가 파손되면 LNG가 유출되어 콘크리트 외부탱크가 LNG를 저장하게 되는데 이때 외부탱크의 내면과 외면의 온도차에 의해서 외부탱크 원통형 하단부에 큰 인장응력이 발생하게 된다. 이러한 온도차에 의해 발생되는 인장응력을 감소시키기 위해 단열재와 9% Ni 강재로 이루어진 코너프로텍션이 2차 방벽으로 설치된다. 본 눈문에서는 유한요소법을 이용하여 코너프로텍션의 직사각형 너클형상과 원형 너클형상에 따른 구조해석을 실시하여 Von-Mises 응력과 용접부의 피로수명을 예측하였다. 구조해석 결과 안전계수는 원형 너클이 직사각형 너클보다 23% 크게 나타났고, 피로수명은 원형 너클이 직각 너클보다 21% 크게 나타났다. 동 결과를 이용해서 향후 코너프로텍션의 수명평가 및 최적설계 등에 활용이 가능할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.125-130
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• 2017

자동차용 금속재료와 플랜트 모듈을 구성하는 소재가 동유럽, 러시아 북부, 캐나다 등과 같은 극한 지역(겨울 평균 기온 $-20^{\circ}C$ 이하)에서 운용되는 장비에서는 관련 부품의 결빙 등에 대한 대비가 필요하다. 또한 극한지 자원 에너지 개발, 각종 파이프라인 지하시공 증가 등으로 고온 및 저온의 내환경성이 우수한 기계 재료의 사용이 요구되고 있다. 하지만, 현재까지 초저온용 재료에 대한 고속 인장 실험의 경우에는 상온에서의 영향에 대한 연구만 일부 수행 되었을 뿐, 저온에서의 영향은 고속 저속에서의 차이가 있다는 정도만 확인이 되고 있다. 본 논문에서는 보편적 재료인 TP304, TP316소재의 상온 및 저온에서의 기계적 특성에 대한 비교 시험을 실시하여 두 재료의 저온 특성에 대하여 알아보았다. 인장시편은 KS B 0801의 표준 시험편을 사용하였으며, 실험장치는 특수 제작된 저온 인장 시험기를 사용하였다. 그 결과 TP304는 저온 영역에서 2차 경화 현상이 발생하였다. TP316은 저온 영역에서 연신율이 감소하였으며, 최대인장강도가 상온보다 증가하는 것을 확인하였다. 온도 의존성은 최대인장강도와 연신율은 TP304가 높았고, 항복강도는 TP316재료가 높게 나타난 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권4호
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• pp.53-61
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• 2017

Turbocharger is a device for increasing the power of a vehicle engine. The control plate is the main component for fixing the vane of the turbocharger. Now, the control plate is made of austenite steel cutting after the casting process. It has excellent corrosion, heat resistance and mechanical characteristics of material. However, present the process is made by cutting after casting. when cutting is processed after casting, so materials, processing time, and processing energy are lost. Therefore, this study proposes a process to powder compact use of stainless steel Deklak2 and to minimize amount of cutting through net shape process. The mechanical properties of Deklak2 were verified by tensile test, hardness test and relative density measurement, and the governed equation was defined. Also, the curvature radius 1, 2 and the density, affects the shape, were selected as the design parameters, and the best process conditions was proposed through the Taguchi method and the evaluation of SN ratio. And then prototype molds were fabricated and compared with the results of the finite element analysis for the verification, and it was found that the tendency of relative density and dimension was coincided. Therefore, it was found that the amount of cutting can be minimized by only the net shape process after the sintering process and it can be applied to mass production.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2010

겨울철 혹한지방에서의 차량운행 또는 여름철 혹서지방에서의 장시간 차량 운행시 차체를 구성하고 있는 강판에는 약 $-50^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$의 온도환경에 처하게 된다. 따라서 이러한 저온 고온 환경하에서 차체 충돌상품성 예측 및 충돌안전 설계를 위해 온도에 따른 차체 강판의 기계적 물성평가가 요구된다. 이를 위해 본 연구에서는 자동차용 충돌부재에 주로 쓰이는 HS440MPa, HS590MPa급 냉연 고장력 강판에 대해 $-60^{\circ}C{\sim}200^{\circ}C$의 온도범위로 저온 고온 인장시험을 수행 하였다. 각각의 인장시험 결과로부터 온도 별 항복강도, 인장강도, 연신율, 가공경화지수 등 기계적 물성 변화를 평가하였다. 저온 고온 인장시험은 ZWICK Z250 만능재료시험기를 사용하였고 KS5호 규격의 인장시편을 사용하였으며, 시편에 충분한 온도를 가하기 위하여 목표온도 도달 후 20분간 유지한 뒤 인장시험을 수행하였다. 인장시험결과 HS440MPa, HS590MPa급 두 강종 모두 온도가 낮아질수록 강도 및 연신율 등이 증가하였고, 온도가 증가할수록 강도 및 연신율 등 기계적 물성이 저하 되었다. 즉, 우리가 주로 평가해왔던 상온($25^{\circ}C$)에 비해 저온 고온 환경하에서는 강판의 기계적 물성 변화가 큰 것을 알 수 있다. 따라서 혹한 또는 혹서 지방 등 온도차이가 큰 운행환경하에서의 차체 강도 및 충돌안전성 확보를 위해 온도에 따른 강판의 정확한 물성평가가 필요하고 차체 설계시 온도에 따른 강도변화를 충분히 고려하여야 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권5호
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• pp.75-79
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• 2010

The Remote welding system(RWS) using $CO_2$ laser equipment has focusable distance of laser beam longer than 800 mm from workpiece and can deflect the laser beam by the scanner mirrors very rapidly. In the case of normal welding system based on robot, there is a limit to move the shortest path in short time and this causes interference between robot and workpiece. On the other hand, RWS is the optimized equipment to get big merits with advanced sequence of welding and short cycle time. However, there is still a pending task such as the control of plasma in the welding process of thick sheets therefore, it requires high power laser beam because of the absence of assist gas equipment in itself. In this study, high-tensile steel plates were overlap welded with $CO_2$ RWS for the production of car body and the influence of penetration depth according to the existence of assist gas was analyzed. Excellent tensile strength with enough width of molten zone independent to penetration depth was observed under welding condition with 3.6 kW laser power and 2.8 m/min welding speed without assist gas. Finally, the proto-type automotive parts were produced by applying the deduced optimal welding condition.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.406-411
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• 2011

포항철강산업단지에서 발생하는 폐열을 회수하기 위하여 주요 기업의 폐에너지 발생 규모에 대한 데이터베이스를 설문조사를 통해 구축하고, 가시적인 기법을 적용하여 에너지 교환망 구축방안을 고려하였다. 폐열의 온도 수준, 유효에너지 발생량, 폐에너지 발생 기업과 예상 수요 기업의 거리, 구축비용 등의 관점에서 잠재성이 높은 에너지 교환망을 제시하고 경제성을 평가하였다. 최종 제안된 4개 기업의 에너지 교환망의 투자비 회수기간은 평균 2.8년이고, 에너지 절감량은 연간 4,778 TOE로 분석되었다. 현재 사용되는 LNG를 폐열 회수로 대체하면 연간 약 11,160 $CO_2$ ton을 감축할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제26권5호
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• pp.73-80
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• 2012

It is well known that a considerable amount of scatter is shown in experimental results relating to fatigue crack growth even under identical and constant amplitude cyclic loading conditions. Moreover, flux cored arc welding (FCAW) is a common method used to join thick plates such as the structural members of large scale offshore structures and very large container ships. The objective of this study was to investigate the macro- and microscopic observations of the fatigue crack growth (FCG) behavior of the FCAWed API 2W Gr. 50 steel joints typically applied for offshore structures. In order to clearly understand the randomness of the fatigue crack growth behavior in the materials of three different zones, the weld metal (WM), heat affected zone (HAZ), and base metal (BM), experimental fatigue crack growth tests for each of five specimens were performed on ASTM standard compact tension (CT) specimens under constant amplitude cyclic loading. Special focus was placed on the fatigued fracture surfaces. As a result, a different behavior was observed at the macro-level, depending on the type of material property: BM, HAZ, or WM. The variability in the fatigue crack growth rate for WM was higher than that of BM and HAZ.

• Tribology and Lubricants
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• 제17권4호
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• pp.267-275
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• 2001

Friction and wear properties of brake friction materials containing different metal fibers (Al, Cu or Steel fibers) were investigated. Based on a simple experimental formulation, friction materials with the same amount of metal fibers were tested using a pad-on-disk type friction tester. Two different materials (gray cast iron and aluminum metal matrix composite (MMC)) were used for disks rubbing against the friction materials. Results front ambient temperature tests revealed that the friction material containing Cu fibers sliding against gray cast iron disk showed a distinct negative $\mu$-v (friction coefficient vs. sliding velocity) relation implying possible stick-slip generation at low speeds. The negative $\mu$- v relation was not observed when the Cu-containing friction materials were rubbed against the Al-MMC counter surface. Elevated temperature tests showed that the friction level and the intensity of friction force oscillation were strongly affected by the thermal conductivity and melting temperature of metallic ingredients of the friction couple. Friction materials slid against cast iron disks exhibited higher friction coefficients than Al-MMC (metal matrix composite) disks during high temperature tests. On the other hand, high temperature test results suggested that copper fibers in the friction material improved fade resistance and that steel fibers were not compatible with Al-MMC disks showing severe material transfer and erratic friction behavior during sliding at elevated temperatures.