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세라믹/금속 접합재의 잔류응력 해석 (Analysis of Residual Stress of Ceramic/Metal Joint)

  • 박영철;허선철;김광영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.7-15
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    • 1994
  • 동을 중간재로 하는 $Si_3N_4/SUS304$ 접합재의 접합계면 근방의 잔류응력 분포를 유한요소법과 X선 응력측정법을 이용하여 해석을 하였다. 그 결과, 접합재의 세라믹부 계면 근방의 잔류응력 분포를 정량적으로 밝혀낼 수 있었다. 세라믹부에 발생되는 접합 잔류응력은 접합계면 근방에서 대단히 크게 나타났으며, 특히 최대인장 잔류응력 ${\sigma}_x$는 단부에서 발생하였다. 한편, ${\sigma}_x$는 접합계면 근방에서 3차원분포를 하고 있기 때문에 2차원 유한요소 해석결과와는 대단히 다른 값을 나타내고 있으며, 특히 시험편 중앙부의 계면 근방에서는 X선 실측결과가 인장 잔류응력임에 반하여 2차원 유한요소 해석결과는 압축 잔류응력으로 계산되어짐을 알았다. 따라서, 이와같은 3차원 분포를 하고 있는 접합계면 근방의 잔류응력 ${\sigma}_x$보다 간편하고 정확하게 예측할 수 있는 유한요소 해석모델에 대하여 서로 검토하였다.

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가압경수로 노즐 맞대기 이종금속용접부의 용접잔류응력 예측 (Welding Residual Stress Distributions for Dissimilar Metal Nozzle Butt Welds in Pressurized Water Reactors)

  • 김지수;김주희;배홍열;오창영;김윤재;이경수;송태광
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권2호
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    • pp.137-148
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    • 2012
  • 가압경수로의 많은 관통관 중에서 니켈 기저 합금인 Inconel alloy 600 계열의 이종금속용접부는 일차수응력부식균열에 민감하며, 이를 평가하기 위하여 용접부에 작용하는 잔류응력분포를 정확히 예측하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 노즐 맞대기 이종금속용접부에 작용하는 일반적인 잔류응력분포를 예측하였다. 이를 위해 노즐 맞대기 이종금속용접부의 형상을 단순화하여 특정한 형상 변수에 따른 용접부 잔류응력분포를 확인하였으며, 이를 토대로 기존 문헌에 제시된 오스테나이트계 배관 맞대기 용접부 잔류응력 분포식을 수정하여 가압경수로 노즐 맞대기 이종금속용접부에 작용하는 일반적인 잔류응력분포 예측식을 제시하였다.

유한요소법을 이용한 필렛용접 이음부의 잔류응력분포 (Residual Stress Distribution on the Fillet Weldment used by Finite Element Method)

  • 김현성;우상익;정경섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권2호통권45호
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    • pp.197-207
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    • 2000
  • 본 연구는 유한요소법을 이용해서 시간이력 열전도해석과 열탄성해석을 통해 필렛용접 이음부에서의 잔류응력분포를 측정하였다. 필렛용접은 1패스 용접이며, 경계조건으로는 표면유속조건과 온도에 의존하는 재료의 특성치를 고려하여 잔류응력을 평가하였다. 여기서, 용접입열양을 변수로 하였다. 그리고, 열탄성해석에 의해 잔류응력 평가할 때 중요한 문제로 언급되고 있는 cut-off 온도 설정에 대해 조사하였다. 또한, 시험체에서 구멍뚫기 방법에 의해 잔류응력분포를 측정하여 유한요소법에 의한 잔류응력분포와 비교하였다. 그 결과, 용접부에서는 재료의 항복강도 수준에 해당하는 인장잔류응력이 측정되었으며, 유한요소해석에 의한 수치해석 결과는 구멍뚫기 방법에 의한 측정치 및 다른 연구자의 측정치와 비교적 일치하는 것으로 나타났다. 그리고, Cut-off 온도는 재료의 항복강도가 나타나는 온도로 설정하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.

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교량용 후판 다층용접시 잔류응력과 변형에 미치는 루트간격의 영향 (Effects of Root Gap on Residual Stresses and Deformation in the Multi-Pass Weld of Thick Plates for Steel Bridge)

  • 장경복;김하근;강성수
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제17권1호
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    • pp.88-96
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    • 1999
  • The effects of root gap on welding residual stress and deformation are dealt with the multi-pass weldment with three kinds(0, 6, 30mm) of root gap by F.E.M common code, and then compared with experiment data. In this analysis, an 100% ramp heat input model was used to avoid numerical convergence problem due to an instantaneous increase in temperature near the fusion zone, and the effect of a moving arc in a two dimensional plane was also included. During the analysis, a small time increment was applied in a period with instantaneous temperature fluctuation while a large time increment was used in the rest period. The residual stress is distributed as symmetric types and maximum value is also equivalent when the weldment with 0mm and 6mm root gap is welded. In the case of 30mm root gap welding, the distribution of the residual stress extends over a wide range as asymmetric types due to the built-up weld, and most of the residual stress is biased in the side of a built-up weld part. In case of 0mm gap welding and 6mm gap welding, a little angular distortion occurs, but the level of deformation is small. When the weldment with 30mm root gap is welded, the angular deformation of the asymmetric types, however, occurs larger than the other specimens. The experimental and the analytic results show good coincidence and indicate that the welding residual stress and deformation distribution of 30 mm root gap specimen may be asymmetric and the amplitude is larger than those of root gap specimen under standard.

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2.25Cr-1Mo 강에 대한 Laser 및 SMAW 용접부의 잔류응력 분포 및 특성 비교

  • 방한서;김영표;김근성;김형
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.97-99
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    • 2003
  • In order to confirm the possibility of application of laser welding process to 2.25Cr-1Mo steel, the characteristic of residual stress distribution in welds by SMAW and $CO_{2}$ Laser welding process have been investigated and compared using the numerical analysis. As the Result of the numerical analysis, the possibility of application of laser welding process has been found out in respect to the welding residual stress distribution and mechanical properties in welds.

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A Modified Test for the Hollander and Proschan's Test Against Decreasing Mean Residual Life Alternatives

  • Kim, Hwan-Joong;Kim, Jae-Joo
    • 품질경영학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.152-161
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    • 1994
  • In this paper we develop a test for alternatives representing decreasing mean residual life. The test statistic for decreasing mean residual life, $K_{1n}$, is a modified version of Hollander and Proschan's test $V^*$ and critical constants and large sample approximation are shown to make the test readily applicable. Consistency is also shown for the tests based on $K_{1n}$. And small sample powers for four alernatives are obtained.

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Testing Whether a Survival Distribution is Better Mean Residual Life at Age $t_0$

  • Alwasel Ibrahim A.;El-Bassiouny Ahmed H.
    • International Journal of Reliability and Applications
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    • 제7권1호
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    • pp.1-11
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    • 2006
  • The better mean residual life at $t_0\;(BMRL-t_0)$ class of life distribution is introduced by Kulasekara and Park (1987). They proved that the $BMRL-t_0$ class contains the DMRL class, but it is a proper subclass of the NBUE class. In this paper we develop a new family of tests for testing exponentiality against the $BMRL-t_0\;(WMRL-t_0)$ alternatives based on the goodness of fit approach. It is shown that the suggested test is better than the one introduced by Kulasekara and Park (1987) in the sense of Pitman asymptotic efficiency values.

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세라믹/금속접합재의 열사이클피로에 따른 접합계면의 잔류응력분포 특성 (Singular Stress Field Analysis and Strength Evaluation in Ceramic/.Metal Joints)

  • 박영철;김현수;허선철;강재욱
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.709-713
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    • 1996
  • The ceramic has such high qualities as light weight, abrasion resistance, heat resistance compared with metal, but since it is breakable, it can't be used as structural material and it is desirable to joining metal which is full of toughness, but, according as the ceramic/metal joint is executed at high temperature, the joint residual stress develops near the joint sides in the process of cooling the high temperature down to the suitable temperature due to difference of the thermal expansion coefficient between ceramic and metal, and the joint residualstress lowers the fracture strength. In this study, to ensure security and improvement of bending strength, 1 studies on see distribution shape of residual stress according to high thermal cycle, and the influnence of theraml cycle and distribution shape of residual stess on joint-strength.

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Influence of softening curves on the residual fracture toughness of post-fire normal-strength concrete

  • Yu, Kequan;Lu, Zhoudao
    • Computers and Concrete
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    • 제15권2호
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    • pp.199-213
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    • 2015
  • The residual fracture toughness of post-fire normal-strength concrete subjected up to $600^{\circ}C$ is considered by the wedge splitting test. The initial fracture toughness $K_I^{ini}$ and the critical fracture toughness $K_I^{un}$ could be calculated experimentally. Their difference is donated as the cohesive fracture toughness $K_I^c$ which is caused by the distribution of cohesive stress on the fracture process zone. A comparative study on determining the residual fracture toughness associated with three bi-linear functions of the cohesive stress distribution, i.e. Peterson's softening curve, CEB-FIP Model 1990 softening curve and Xu's softening curve, using an analytical method is presented. It shows that different softening curves have no significant influence on the fracture toughness. Meanwhile, comparisons between the experimental and the analytical calculated critical fracture toughness values further prove the validation of the double-K fracture model to the post-fire concrete specimens.

왜곡된 WDM 신호의 보상을 위한 SMF 길이와 RDPS의 인위적 분포가 반복하는 분산 제어 링크 (Efficient Dispersion-managed Link with Repeting Artificial Distribution of SMF Lengths and RDPS for Compensation of Distorted WDM Signal)

  • 이성렬;홍성화
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.348-350
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    • 2018
  • 본 연구에서는 분산 제어와 광 위상 공액이 적용된 링크에서 단일 모드 광섬유 길이와 중계 중간 당 잉여 분산 (RDPS)의 크기가 인위적으로 분포하고 이들이 일정한 간격마다 반복하는 구조의 광 전송 링크를 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안한 광 전송 링크의 구조가 양호한 성능을 얻으면서 전체 전송로의 길이를 늘릴 수 있다는 것을 확인하였다.

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