• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.666-671
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• 2018

허니콤 판재(honeycomb panel)는 벌집 모양의 코어(core) 양쪽면에 표면판재를 부착시켜 만든 판재이다. 허니콤 판재는 비강도가 뛰어나며, 재료에 압축하중이 가해졌을 때 재료가 수차례의 좌굴을 반복하기 때문에 에너지 흡수성이 우수하여 내충격성이 요구되는 부위에 사용하기에 적합하다. 특히 최근에는 수송기기의 경량화에 대한 요구가 증가함에 따라 알루미늄 허니콤 판재를 자동차 및 고속전철 등의 차체 재료로 이용하려는 연구가 진행되고 있다. 이 밖에도 허니콤 판재는 흡음성과 평활성이 우수하며, 단열성과 내피로성도 우수하다. 연료 경제성을 증가시키기 위하여 알루미늄 합금 소재와 같은 경량 소재를 허니콤 판재 주 재료로 사용하여 무게를 감량시키는 것에 관한 연구를 진행 하였다.본 연구에서는 허니콤 판재의 설계기술, 알루미늄 허니콤 코어 및 허니콤 판재 제조 기술에 대한 연구를 수행하였으며, 또한 제조된 허니콤 판재의 각종 기계적 특성평가를 행하여 그 결과를 바탕으로 알루미늄 허니콤 판재의 제조 공정 설계, 판재 제작 및 특성 평가방안을 마련하였다. 연구결과 허니콤 판재의 우수한 에너지 흡수성은 코어 버클링의 반복에 기인하며 압축강도가 높을수록 접합면적당 강도 또한 높은 값을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권3호
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• pp.109-115
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• 2012

지난 5년간 NdFeB계 이방성 본드자석은 25 MGOe의 높은 자기특성을 강점으로 기존 페라이트 영구자석을 갈음하면서 모터의 경량화라는 새로운 패러다임을 주도했고 자동차용과 전동공구용 모터산업분야에서 두드러진 약진을 보였다. 또한 차체중량감소를 통한 연비향상이라는 자동차산업의 기술동향에 정확히 초점을 두고 기존모터의 50 % 경량화라는 새로운 변혁을 이끌어 냈다. 그러나 2010년 7월에 중국이 희토류원소의 수출규제를 발표함에 따라 2011년 희토류 원자재는 또 한 차례의 폭등을 기록하였고 그 여파는 전방 수요산업에 심각한 충격으로 던져지고 있다. 각 희토류 주요 소비국들은 자원 확보, 희토류 최소사용부품개발 및 희토류 대체 신기술개발 강화에 총력을 다하는 모습이다. 이러한 환경적 변화가 이방성 본드자석 분야에는 중희토류 원소인 Dy의 사용량을 줄이면서 보자력을 향상시키고자하는 기술적 도전을 유발하였고 모터고속화 응용분야에 탐색을 시도하게 하였다. 본 글에서는 희토류 자원문제에 대한 각국 희토류자석산업의 대응과 NdFeB 이방성 본드자석으로 대표되는 Aichi Steel사의 MAGFINE 자성분말에 대해 최근의 개발 동향 및 응용분야에 대해 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.997-1006
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• 2010

차체 경량화를 위해 알루미늄과 같은 경량금속의 사용은 이종소재 사용은 새로운 접합기술을 요구한다. 클린칭 접합은 이종소재 접합기술 중의 하나로 접합소재의 강도차이에 의해 접합특성이 달라진다. 본 연구에서는 Al5052 합금소재에 대한 고장력강판(SPFC440, 590, 780)에 대한 클린칭 접합특성을 평가하였다. 유한요소해석과 인장전단시험을 통해 클린칭 접합특성인 클린칭 접합의 기학적 구속량과 접합강도를 평가하였다. 상부소재가 고장력강판인 경우, SPFC780 은 상부소재의 네킹으로 클린칭 접합이 불가능하였다. 또한 상부소재의 강도가 증가함에 따라 접합강도가 증가하는 특성을 나타내었다. 하부소재가 고장력강판인 경우, 기하학적 구속량인 목두께 및 언더컷과 접합강도는 하부소재의 강도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.794-801
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• 2021

이 연구는 electric resistance element spot welding 프로세스를 도입하여 알루미늄 합금-강철의 이종 접합부의 기계적 강도 및 내식성을 향상시키기 위해 수행되었다. SPFC980Y 강철과 Al5052-H32가 각각 모재로써 적용되었고, S20C 강철은 리벳 element로써 음각과 양각의 형상으로 구분되며, Al5052-H32에 전기 저항 스폿 용접을 위해 리벳팅 되어 6.5 kA의 전류와 250 kgf/㎠의 가압력으로 접합되었다. 그 결과, 음각된 S20C element는 스폿 용접 공정 후 불안정한 너깃이 형성되는 반면, 양각된 S20C의 경우, 구조적으로 건전한 접합부로 건전한 내식성 및 탁월한 기계적 특성이 얻어졌다. FEM 시뮬레이션의 도입으로, 음각과 양각의 계면의 접합 특성이 수치적으로 밝혀졌으며, 시뮬레이션 결과는 미세조직 발달 양상을 수치적으로 뒷받침하였다. 이 연구는 element 스폿 용접된 H32-A5052 이종 접합부의 기계적 강도 및 부식 신뢰성에 대해 체계적으로 분석되었으며, 이 공정은 금속재료뿐만 아니라, 경량 비전도성 비철/비금속계 재료에도 적용 될 수 있기 때문에, 차세대 차체 경량화의 양산 기술로 확장 될 수 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.275-281
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• 2017

카울크로스바는 차체의 계기판 후면에 설치되는 보강 부품으로서 최근 부품의 기능 개선 및 차량 경량화의 요구로 인하여 점차 복잡한 형상의 제품이 개발되고 있다. 특히, 제품 좌우의 지름과 두께가 서로 다른 경우에 이직경 파이프의 용접을 통하여 제품이 생산되는데, 외관 품질 및 기계적 성질의 저하 문제가 지속적으로 제기되어 소성 가공을 이용한 일체화 성형 기법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 좌우 형상이 서로 다른 직선형 카울크로스바에 대한 일체화 성형 기법으로서 복합 인발 공정과 스웨이징 공정을 개발하였으며 기계적 성질 및 생산비의 관점에서 개발 공정들을 비교하고자 한다. 결론적으로 일체화 성형 제품이 기존 용접 제품에 비해 우수한 굽힘 강도를 보이며 스웨이징 공정을 사용할 경우 보다 저렴한 비용으로 생산이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.124-129
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• 2017

본 연구에서는 철도차량의 경량 차체 소재로 주로 사용되는 알루미늄 합금 (Al-6005-T6) 압출재에 대한 마찰교반접합 적용 연구를 수행하였다. 용접속도를 300 mm/min으로 고정시킨 채 회전 공구의 회전속도를 600, 900, 1200, 1600 rpm으로 변화시킬 때 미세구조 및 기계적 특성의 변화에 대해 평가하였다. 특히, 동일 소재에 대해 전통적인 용접방법인 MIG 용접된 시편과의 비교를 통해 마찰교반접합법의 철도차량 적용성에 대해 논하였다. MIG 용접방법과는 달리, 마찰교반접합부에는 미세기공이 발견되지 않았으며, 경도 측정 결과 공구의 회전속도가 빨라질수록 높아진 입열량에 따라 heat affected zone (HAZ)의 범위가 넓어지고 결정립 조대화에 따라 HAZ의 경도 또한 낮아지는 것을 확인하였다. 인장시험 결과 HAZ지역에서 파단이 발생하였으며, 본 연구에서 설정한 공구의 회전속도 범위에서는 nugget 부의 경도 변화는 발견되지 않았으나 rpm이 올라갈수록 인장강도와 항복강도가 떨어지는 경향을 보였으며 이는 경도 시험에서와 같이 HAZ지역의 결정립 크기의 증가로 인한 현상으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.383-391
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• 2011

최근 차체 경량화를 위한 여러 가지 방법 가운데 고온에서 가공하여 성형성을 확보하고, 이후 열처리를 통하여 고강도를 가질 수 있는 프레스 열간 성형 및 핫스탬핑 기술이 각광을 받고 있으며, 이에 따라 핫스탬핑용 재료인 보론 첨가 강판의 수요도 늘어나고 있는 추세이다. 본 연구에서는 핫스탬핑용보론 첨가 강판의 우수한 경화능을 보이는 임계 최적 열처리 조건을 파악하고자, Al+Si 코팅이 된 보론강판을 각기 다른 온도로 열처리하여 수냉 조건에 따른 기계적 특성 및 조직을 관찰하였다. 또한, 이 결과를 토대로 선별된 기계적 특성이 우수한 보론강 시험편과 일반 냉연 강판인 SPRC 340과 SPRC 590 2종류의 상대재를 활용하여 특정 점용접 조건에서 용접을 실시하고, 보론강 및 상대재의 기계적 특성 변화에 따른 용접 후의 기계적 특성 및 조직, 그리고 코팅층 유무에 따른 특성 변화를 연구하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.179-186
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• 2012

자동차 산업에서 대기오염을 줄이고 연비를 향상시키기 위해 경량화가 중요한 과제로 여겨지고 있다. 이를 위해 알루미늄 소재의 적용이 증가하고 있다. 판재를 차체에 적용하기 위해서는 주로 프레스 가공 공정을 거치게 된다. 이때, 재료, 제품설계 및 프레스 공정의 부적절한 가공 변수의 사용으로 인하여 파단, 주름, 및 스프링 백 등에 의한 다양한 형태의 가공 불량이 발생한다. 따라서 이들 변수들의 적절한 조화 뿐 만 아니라 엄격한 공정 관리가 요구된다. 이에 본 연구에서는 자동차 판재에 주로 사용되는 Al5454 재료에 대한 이론적으로 유도한 소성 불안정 조건을 구하고, MATLAB을 이용하여 성형 한계도를 도출하였다. 또한, 장출 인장 실험을 통해 얻어진 실험값과 이론적으로 도출한 성형 한계도와의 비교를 수행하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1115-1120
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• 2003

The recent tendency in the automobile industries is toward light weighting vehicle body to improve the problems by environmental pollution as well as improving fuel cost. The effective way to reduce the weight of vehicle body seems to be application of new materials for body structure and such trend is remarkable. Among the various materials for vehicle body, stainless steel sheet (for example, 301L and 304L), TRIP steel and cold rolled steel sheets are under the interests. However, in order to guarantee reliability of new material and to establish the long life design criteria of body structure, it is important and require condition to assess spot weldability of them and fatigue strength of spot welded lap joints which were fabricated under optimized spot welding condition. And, recently, a new issue in the design of the spot welded structure is to predict economically fatigue design criterion without additional fatigue tests. In general, for fatigue design of the spot-welded thin sheet structure, additional fatigue tests according to the welding condition, material, joint type, and fatigue loading condition are generally required. This indicates that much cost and time for it should be consumed. Therefore, in this paper, the maximum stresses at nugget edge of spot weld were calculated through nonlinear finite element analysis first. And next, obtained the ${\Delta}P-N_{f}$ relation through the actual fatigue tests on spot welded lap joints of similar and dissimilar high strength steel sheets. And then, the ${\Delta}P-N_{f}$ relation was rearranged in the ${\Delta}{\sigma}-N_{f}$ relation. From this ${\Delta}{\sigma}-N_{f}$ relation, developed the fatigue design technology for spot welded lap joints of them welded using the optimized welding conditions.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.68-68
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• 2009

최근에 자동차 차체 경량화를 목적으로 개발된 고장력강의 용접품질 향상을 위해 인버터 DC 점용접기가 많이 사용되어지고 있다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 인버터 DC 용접기를 사용하여 자동차용 590MPa 고장력 냉연강판(CR, SPFC 590RA)과 아연 도금 강판 (GA- EZFFC 590RA)의 용접품질을 평가하였다. 용접에 사용된 기본 조건은 인장 전단 시험을 통하여 결정하였으며, 동저항, 압흔 자국과 너겟 지름, 인장강도와의 관계를 통계적 방법으로 분석하였으며, 이를 활용하여 고장력 강판의 동저항과 압흔 자국에 따라 너겟 지름과 용접강도를 예측하는 비파괴적 용접 품질 평가 방법을 제시하였다.