• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.101-108
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• 2012

강바닥판 교량은 비교적 얇은 강판이 사용되며, 가로 세로리브 및 가로보 등의 구조부재가 용접에 의해 복잡한 형상으로 조립되므로 용접에 의한 변형과 결함이 발생할 가능성이 매우 높고, 용접연결부에서의 응력 상태가 매우 복잡하다. 또한 실제 강바닥판 교량에서의 피로균열은 주부재보다 2차부재와의 용접연결부에서 발생되고 있다. 그러나 강바닥판교량 설계시에는 대부분 주부재에 대한 응력 평가가 이루어지고 있으며, 피로균열이 발생하는 구조상세에 대한 상세 응력 평가 및 특성 분석은 거의 검토되고 있지 있다. 본 연구에서는 공용년수 29년된 개단면 세로리브를 가진 강바닥판을 대상으로 피로균열의 원인을 조사하고, 재하시험 및 실교통류 흐름하에서의 현장계측을 통하여 대상 교량의 피로안전성을 검토하였다. 또한 피로균열이 발생된 세로리브 및 다이아프램의 용접부를 대상으로 격자해석 및 상세해석 모델을 사용하여, 이들 구조상세에 대한 영향면해석을 이용하여 이동하중에 따른 거동 특성을 조사하고, 대상교량의 피로균열 발생 원인을 규명하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.559-573
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• 2007

강바닥판 교량은 비교적 얇은 강판을 서로 용접에 의해 연결한 구조물로서 많은 양의 용접을 피할 수 없다. 강바닥판의 횡리브 복부판에서는 전단력과 비틀림 모멘트가 작용하는 동시에 종리브의 비틀림으로 인한 면내 면외 변형이 작용하기 때문에 종리브-횡리브 복부판-데크플레이트 교차부 및 횡리브복부판 컷아웃(슬릿)부에서 응력집중 현상이 두드러지게 발생하게 된다. 본 연구에서는 강바닥판 구조형식의 피로성능 향상 효과가 큰 교차부에 스캘럽을 두지 않는 동시에 종리브 내부에 횡리브 복부판면과 일치되게 다이아프램을 설치하면 컷아웃부 및 교차부에서의 응력집중 감소효과가 크며, 특히 다이아프램의 설치가 컷아웃부에서의 응력집중 감소효과에 큰 영향을 미치고 있는 연구결과를 바탕으로 다이아프램 상하부면 곡률반경을 대상으로 매개변수해석을 수행한 결과 피로성능에 영향이 큰 응력집중 감소효과가 큰 최적 다이아프램형상을 도출하였다. 또한 최적 다이아프램 형상을 바탕으로 피로성능 향상에 유리한 다이아프램 최적 설치위치를 도출하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제33권5호
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• pp.53-60
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• 2015

Laser surface Melting Process is getting hardening layer that has enough depth of hardening layer as well as no defects by melting surface of substrate. This study used CW(Continuous Wave) Yb:YAG and STD11. Laser beam speed, power and beam interval are fixed at 70mm/sec, 2.8kW and 800um respectively. Hardness in the weld zone are equal to 400Hv regardless of melting zone, remelting zone overlapped by next beam and HAZ. Similarly, microstructures in all weld zone consist of dendrite structure that arm spacing is $3{\sim}4{\mu}m$, matrix is ${\gamma}$(Austenite) and dendrite boundary consists of ${\gamma}$ and $M_7C_3$ of eutectic phase. This microstructure crystallizes from liquid to ${\gamma}$ of primary crystal and residual liquid forms ${\gamma}$ and $M_7C_3$ of eutectic phase by eutectic reaction at $1266^{\circ}C$. After solidification is complete, primary crystal and eutectic phase remain at room temperature without phase transformation by quenching. On the other hand, microstructures of substrate consist of ferrite, fine $M_{23}C_6$ and coarse $M_7C_3$ that have 210Hv. Microstructures in the HAZ consist of fine $M_{23}C_6$ and coarse $M_7C_3$ like substrate. But, $M_{23}C_6$ increases and matrix was changed from ferrite to bainite that has hardness above 400Hv. Partial Melted Zone is formed between melting zone and HAZ. Partial Melted Zone near the melting zone consists of ${\gamma}$, $M_7C_3$ and martensite and Partial Melted Zone near the HAZ consists of eutectic phase around ${\gamma}$ and $M_7C_3$. Hardness is maximum 557Hv in the partial melted zone.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.330-335
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• 2017

최근 자동차 산업에서 전기 모터 연료 전지에 대한 수요가 급증했으며, 연료 전지 케이스로 사용되는 사각형 알루미늄 캔에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 직사각형 배터리 케이스의 바닥에 있는 에어 벤트는 비정상적으로 높은 압력이 발생할 때 미리 압력을 방출하여 큰 폭발을 방지하는 역할을 한다. 직사각형 컵 배터리 케이스는 6 단계의 다단계 딥 드로잉으로 외형을 만들고 직사각형 배터리 케이스와 용접하여 벤트 부품을 제작해왔다. 그러나 본 연구에서는 직사각형 케이스의 바닥면에 공기 벤트 형상을 직접 추가 하는 연구를 수행하였다. 단조의 초기 형상으로는 사각 컵 다단식 딥 드로잉 성형 해석에서 추출한 두께와 형상을 이용한 유한 요소 해석 기법을 사용 하였다. 그 결과, 예측 정밀도가 향상되고, 배부름 및 파단 등의 결함을 미리 예측할 수 있었다. 초기 분석 결과를 토대로 두 가지 단조 형상이 후보로 제시되었고 성형 해석을 통해 최적의 단조 형상을 결정 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 금형을 제작하고 실제 결과와 분석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제30권5호
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• pp.64-69
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• 2012

Sn-Bi eutectic alloy has been widely used as one of the key solder materials for step soldering at low temperature. The Sn-58Bi solder paste containing chloride flux was adopted to compare with that using the chloride-free flux. The paste was applied on the electroless nickel-immersion gold (ENIG) surface finish by stencil printing, and the reflow process was then performed at $170^{\circ}C$ for 10 min. After reflow, the solder joints were aged at $125^{\circ}C$ for 100, 200, 300, 500 and 1000 h in an oven. The interfacial microstructures were obtained by using scanning electron microscopy (SEM), and the composition of intermetallic compounds (IMCs) was analyzed using energy dispersive spectrometer (EDS). Two different IMC layers, consisting of $Ni_3Sn_4$ and relatively very thin Sn-Bi-Ni-Au were formed at the solder/surface finish interface, and their thickness increased with increasing aging time. The wettability of solder joints was investigated by wetting balance test. The mechanical property of each aging solder joint was evaluated by the ball shear test in accordance with JEDEC standard (JESD22-B117A). The results show that the highest shear force was measured when the aging time was 100 h, and the fracture mode changed from ductile fracture to brittle fracture with increasing aging time. On the other hand, the chloride flux in the solder paste did not affect the shear force and fracture mode of the solder joints.

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

• 실천공학교육논문지
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• 제13권3호
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• pp.461-471
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• 2021

본 연구는 국내 J 대학의 외국인 유학생 대상 글로벌 산업기술 교육과정의 적용과 만족도에 대해 연구하였다. 글로벌 산업기술 교육과정의 도출을 위해 산업체의 요구 분석을 실시하였고 뿌리 산업에 대한 현황 파악을 통하여 교과목의 적절성을 파악하였다. 글로벌 산업기술 교육과정의 적용에 대한 만족도를 조사하기 위하여 외국인 유학생들을 대상으로 2021년 8월부터 9월까지 2개월에 걸쳐 대인면접 설문조사 형태로 설문조사를 실시하였다. 설문조사 문항에는 대상자의 일반적 정보, 교육과정 이수 실태, 수업 만족도, 자격증 취득과정 및 재직여부에 관한 문항이 포함되었다. 연구 결과 응답자의 교육과정 선택 이유는 뿌리산업 관련 교과목(용접, 가공 등)에 대한 관심과 한국 취업 및 비자(E-7) 발급이었다. 가장 선호하는 교과목은 용접 실습 과목이 36.8%로 가장 많았으며 필요하다고 생각하는 교과목 문항에서는 전공기초 용어 과목이 29.2%로 가장 많았다. 동일 교육과정을 적용한 졸업생과 재학생의 만족도 차이를 검정하였고 해석 결과 재학생과 졸업생의 만족도 차이는 t 검정(유의수준 p=0.05)을 통하여 차이가 없음을 확인하였다. 본 연구는 학령인구 감소에 따라 대학의 존립이 위협받는 시대적 흐름 속에서 외국인 유학생을 대상으로 한 국내 산업기술 교육과정의 기초자료를 제공하고 관련 연구의 방향성을 제시하였다는 점에 그 의의가 있다고 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1267-1273
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• 2022

최근 한국 조선업계가 세계 선박 발주 물량의 대부분을 수주하고 있지만, 생산 현장에서는 인력난으로 생산공정 차질을 겪고 있다. 오랜 조선업 불황으로 일감과 임금 모두 줄어든 탓에 근로자들이 조선소를 떠났기 때문이다. 수주가 증가한 주요 요인은 카타르 LNG선 대량 발주였으며, 선박에 요구되는 기술 사양이 복잡해지는 상황도 유리하게 작용하고 있다. 선박은 계약한 인도 시점이 무엇보다도 중요하기 때문에, 조선소의 주요 공정 중 도크 진수 계획이 무엇보다도 중요한 관리 아이템이다. 도크에서 건조되는 구조물은 의장 작업을 남긴 선체 혹은 완성형 선박일 수 있으며, 때에 따라서 선체의 일부 블록 수준일 경우도 많다. 진수 시, 선체는 유체력에 의한 호깅(hogging) 혹은 새깅(sagging) 모멘트 영향을 받게 되고, 블록 연결부의 구조강도에 대한 안전성 확보가 무엇보다도 중요하다. 정상적인 공정이라면 연결 부재는 용접을 끝낸 상태에서 진수하지만, 실제 조선사에서는 도크 일정을 준수하기 위하여 구조 안전성이 확보되는 조건에 대한 빠른 의사결정이 필요하다. 본 연구에서는 앞서 언급한 문제점들을 엔지니어링 관점에서 합리적으로 판단하기 위하여 휨 응력평가법과 유한요소해석 모델링을 사용한 상세 해석법과 적용성을 분석하였다. 논문에서 언급된 주요 내용은 향후 유사 구조 강도 평가의 진행 시 좋은 사례로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국산업보건학회지
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• 제34권1호
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• pp.85-97
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• 2024

Objectives: This study was intended to investigate the revision status of the occupational exposure standards for aluminum at home and abroad; to investigate worker exposure at domestic aluminum manufacturing and handling workplaces; to conduct social and economic evaluation for the revision of domestic aluminum exposure limits. Methods: We investigated the current status of occupational exposure limits for aluminum at home and abroad, and analyzed supporting data. An exposure survey was conducted targeting domestic aluminum manufacturing and handling workplaces. Based on these, revised aluminum occupational exposure limits were proposed. Results: The major aluminum exposure limits at home and abroad show a notable difference. The toxicity of aluminum, which was revealed through animal experiments and epidemiological investigations. The average concentration of aluminum in the air at 12 workplaces was 0.016 mg/m³, and the maximum was 0.0776 mg/m³. When total dust and respiratory dust were measured side by side and simultaneously for the same process, 12.1% of the total mass concentration of aluminum dust was respiratory dust. As a result of measuring and comparing the size distribution of dust with an optical particle counter in real time, 48.1% of the total dust in the form of welding fume and pyro-powder was respiratory dust. Based on the literature review and workplace survey, three proposals for changing the aluminum exposure limit were proposed. Proposal (1): For all types, 10 mg/m³ is unified as the exposure limit except for soluble salts and alkyls. Proposal (2): 1(R) mg/m³ as the exposure limit for all forms except soluble salts and alkyl. Proposal (3): 1(R) mg/m³ for pyro-powder and welding fume, and 10 mg/m³ for metal dust, aluminum oxide, and insoluble compounds as exposure standards. A pyro-powder was defined as dry aluminum powder of 200 mesh size (74 ㎛) or smaller (larger size classified as metal dust). Reason for setting: In the workplace survey, the ratio of respiratory dust to total dust was analyzed to be about 1:10, so it was judged that the domestic standard and the ACGIH standard were compatible. Conclusions: In all scenarios according to the revision of the exposure standard, the B/C ratio was greater than 1 or only benefits existed, so it was evaluated as sufficiently reasonable as a result of the socio-economic evaluation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권1호
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• pp.1-11
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• 1991

중수로형 핵연료봉단마개용접부의 품질검 사는 금속조직 검사에 따른 용접계면에 존재하는 불연속인 용접선(weld line) 길이가 가장 중요한 검사기준이다. 본 연구에서는 저항용접에서 가장 중요한 변수인 용접열의 변화에 따라 용접계면에서 용접선 소멸과 이 용접선이 용접부에 미치는 경향을 미세조직, 인장 및 파열시험으로 조사하였고, 또 주사전자현미경을 사용하며 파단면을 조사하였다. 용접열(main heat)의 변화에 따라 실제 용접에 사용된 전류와 업셋에 따른 시편길이 감소량은 증가하였으며 이들에 관한 상관관계식을 유도하였다. 용접열 50%근 용접된 용접부의 용접업셋 크기, 기계적 강도 및 용접선 소멸등을 고려한 결과 이것이 건전한 봉단마개 용접을 위한 임계치임을 알았다. 용접열을 50%에서 75%로 변화시킴에 따라 Zircaloy-4 용접부의 미세조직은 basketweave, Widmanstatten과 마르텐사이트로 변했고, 이는 용접시 최고도달 온도에 따라 냉각속도가 크게 변화했기 때문으로 사료된다. 인장시험에 의한 용접선 파단면에서 연성파괴의 dimple 형상은 2축응력에 의해 파열된 파단면의 dimple보다 크고 깊었음이 관찰되었다. 저항업셋용접부에서의 용접전류 증가에 따른 용접선의 소멸과정은 초기용접계면에 기공 존재, 이들의 수축과 소멸 및 초기계면 수축등 3단계로 구분할 수 있었다.