• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.503-506
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• 2008

본 연구에서는 하이드로포밍 공정을 적용한 엔진크레들 제품에 대해 최종 제품의 강도를 평가하고자 하였다. 먼저 적용 판재인 370과 440 소재에 대해 인장시험을 수행하여 소재의 경도와 강도의 상관관계를 분석하여 경도와 강도의 변환식을 도출하였다. 그런 다음 예비굽힘, 예비성형, 최종성형된 제품의 각 공정에 따른 유효변형률을 측정하고 같은 위치에서의 경도를 측정하였다. 측정된 경도는 앞서 도출한 경도와 강도의 변환식에 대입하여 각 공정을 마친 제품의 강도를 예측하고 결국 하이드로포밍된 엔진 크레들 제품의 유효변형률에 따른 강도를 예측식을 실험으로 도출하였다. 그 결과 예비굽힘, 예비성형, 최종성형을 마친 엔진 크레들 제품에 대해 유효변형률이 $24{\sim}72%$로 변하였고 이때 HF370의 경우에는 유동응력값이 $375{\sim}500MPa$로 증가하여 원소재에 비해 성형 후 $25{\sim}66%$의 강도증가량을 보였고, HF440의 경우에는 $470{\sim}565MPa$로 증가하여, 원소재에 비해 $17{\sim}41%$로 강도가 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 이와 같은 변화값을 이용하여 유효변형률과 강도의 상관관계를 도출하였다.

• 한국기계기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.85-91
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• 2011

Computational results with pseudoplastic fluid flows for fully developed non-Newtonian laminar flows have been obtained. Those consist of the product of friction factor and Modified Reynolds number and Nusselt numbers with respect to the shear rate parameter in an annular pipe. The numerical results of the product of friction factor and Reynolds numbers and the Nusselt numbers for both Newtonian region and the power law region were compared with previously published asymptotic results, respectively. In the present calculations, the product of friction factor and Newtonian Reynolds numbers for pseudoplastic fluid at power law region in annular pipe is 180% less than that for Newtonian fluid. For power law fluids with different power law flow indices, the difference of the product of friction factor and power law Reynolds number between previous and the present results at the power law region is within 0.20%. The solutions also show the effect of the shear rate parameter on the Nusselt number and about 11% increase of Nusselt number at the power region.

• 소성∙가공
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• 제30권2호
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• pp.61-68
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• 2021

As part of efforts to reduce the weight of automotive body-in-white, a hybrid center pillar with high strength 7075 aluminum alloy (AA7075) sheet and carbon fiber reinforced plastic (CFRP) has been recently studied. In the fabrication of the AA7075-CFRP hybrid center pillar, the AA7075 sheet might go through heating-forming-in-die quenching (HFQ), artificial aging, hybridizing, and then paint baking processes. In this study, we investigate the effects of the heat treatment history associated with each process on the tensile strength of the AA7075 sheet. Typical heat treatment conditions are HFQ for 20 minutes at 480℃ and then cooling down with die, artificial aging of T6 temper for 24 hours at 120℃, hybridizing for 10 minutes at 150℃, and paint baking for 20 minutes at 180℃. The tensile strength of the AA7075 sheet is continuously increased by a series of heat treatments of hybridizing and paint baking and is expected to have yield stress above 500MPa without artificial aging of T6 temper.

• 소성∙가공
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• 제33권4호
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• pp.248-254
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• 2024

The triply periodic minimal surface (TPMS) structure is characterized by a high surface-to-volume (S/V) ratio and the separated internal structure for flow. Combining the different TPMS structures can provide unique flow and strength characteristics. This paper investigates the effects of dimension, density and arrangement of the unit cell of the TPMS on contact and flow areas of combined TPMS structures. Several representative TPMS structures, including primitive, gyroid and diamond structures, are adopted to design gradient and heterogeneous types TPMS structures. The estimation method of contact and flow areas using an image processing technique is proposed. Python software is used to predict contact and flow area. The influence of the combination method of TPMS on contact and flow areas in the contact surface of combined TPMS structures with different shapes is investigated. Based on the results of the investigation, an appropriate combination method of TPMS structures is discussed.

• 소성∙가공
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• 제33권5호
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• pp.309-314
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• 2024

Supersonic aircraft and missiles often encounter damage issues due to high-speed collisions with small objects such as ice particles and water droplets. This can significantly impact the safety and performance of these vehicles, making the assessment and development of collision testing crucial. Existing collision testing methods have relied on equipment such as gas guns, which utilize high pressure. However, most accelerators for projectiles are large-scale devices designed for weaponry and high-pressure gases, rendering them inaccessible and unsuitable for laboratory use. Therefore, there is a need for research into easily accessible and economically efficient testing devices at the laboratory level. An impact tester can launch a projectile with a velocity of 100 m/s using low-pressure compressed air at approximately 10 bar. The velocity of the impact tester projectile is determined by the pressure within the chamber, friction, and the length of the barrel. In this study, computational fluid dynamics was utilized to define friction coefficients that match experimental results based on projectile weight, enabling accurate prediction of velocity. The resulting data provides practical and effective insights for the design of impact testers, utilizing the defined friction coefficients to understand and predict complex physical phenomena.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.306-314
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• 2006

가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.

• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.143-152
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• 1999

본 연구에서는 Rheometrics Fluids Spectrometer(RFS II)를 사용하여 세 종류의 상용 반고형 식품(마요네즈, 토마토 케찹, 와사비)의 정상유동특성 및 소진폭 전단변형하에서의 동적 점탄성을 광범위한 전단속도와 각주파수 영역에서 측정하였다. 이들 측정결과로부터 정상유동특성의 전단속도 의존성 및 동적 점탄성의 각주파수 의존성을 보고하였다. 그리고 항복응력의 항을 갖는 몇 가지 점소성 유동모델을 사용하여 정상유동특성을 정량적으로 평가하고 이들 모델의 적용성을 비교.검증하였다. 나아가서 수정된 형태의 지수법칙 관계식을 도입하여 정상유동특성(비선형 거동)과 동적 점탄성(선형 거동)간의 상관관계에 대해 검토하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 반고형 식품류는 상당한 크기의 항복응력을 갖는 점소성 물질로서 전단속도가 증가할수록 정상류점도가 급격히 감소하는 shear-thinning 거동을 나타낸다. (2) Herschel-Bulkley 모델, Mizrahi-Berk 모델 및 Heinz-Casson 모델은 반고형 식품류의 정상유동거동을 잘 기술할 수 있다. 이들 중에서도 Heinz-Casson 모델이 가장 우수한 적용성을 갖는다 (3) 반고형 식품류는 임계 전단속도를 경계로 shear-thinning 특성이 변화한다. 즉 낮은 전단속도에 비해 높은 전단속도 영역에서 분산입자 응집체의 구조파괴가 더욱 활발하게 진행되어 보다 현저한 shear-thinning 특성을 나타낸다. (4) 저장 탄성률 및 손실탄성률은 양자 모두 각주파수가 증가할수록 점차로 증가하나 각주파수 의존성은 그다지 크지 않다. 또한 광범위한 각주파수 영역에서 탄성적 성질이 점성적 성질에 비해 보다 우세하게 나타난다. (5) 정상류점도, 동적점도 및 복소점도는 모두 power-law 모델의 거동을 잘 만족한다. 또한 정상유동특성과 동적 점탄성간의 상관관계는 수정된 형태의 지수법칙 관계식에 의해 잘 기술될 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문에서는 다물질(가연성 기체 혼합물과 금속관) 수치 해석 기법을 활용하여 밀리미터 크기의 얇은 두께의 금속관 내에서의 데토네이션을 모델링하였다. 데토네이션의 해석을 위하여 수소와 에틸렌 혼합물의 실험과 이론적 값을 기반으로 최적화된 1단계 아레니우스 형태의 화학 반응식, 이상기체 상태 방정식을 활용하여 모델링하였다. 또한 금속관의 재료인 구리와 철은 Mie-Gruneisen 상태 방정식과 Johnson-Cook 강성 모델을 활용하여 큰 압력에 의한 관의 소성 변형을 모델링하였다. 다물질 수치 해석을 위한 경계면의 추적 및 경계면 값의 결정은 각각 hybrid particle level-set 기법과 ghost fluid method(GFM)을 통하여 획득하였다. 수치적 해석 결과는 실험값과의 비교를 통하여 검증 하였으며, 관두께(두꺼운 관과 얇은 관)에 따른 내부 유동장의 변화를 확인하였다. 얇은 관의 경우, 데토네이션에 의해 발생하는 높은 내부 압력에 의하여 관의 소성 변형이 일어나고, 이에 따라 발생하는 팽창파에 의해 내부 기체 혼합물의 압력 및 밀도의 감소현상을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.217-228
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• 1997

p-version 유한요소법에 의한 고정밀해석은 응력특이가 발생하는 선형탄성 문제에 매우 적합한 방법으로 인식되고 있다. 해석 결과의 정확도, 모델링의 단순성, 입력자료에 대한 통용성 및 사용자와 CPU 시간의 절감 등 여러장점이 선형탄성 문제에 적용되어 우수성이 입증되었지만, 탄소성 해석분야는 아직 적용이 이루어지지 않고 있다. 그러므로 본 논문에서는 일-경화재료에 대한 구성방정식을 이용하여 정식화된 증분소성이론과 소성유동법칙에 근거한 재료비선형 p-version 유한요소모델이 제안되었다. 비선형방정식을 풀기 위해 Newton-Raphson법과 초기강성도법 등의 반복법이 모색되었다. 제안된 모델을 이용하여 개구부를 가진 사각형 평판과 내압을 받는 두꺼운 실린더, 그리고 등분포하중을 받는 원판해석 등의 수치실험이 수행되었다. 한편, p-version 모델에 의한 해석결과는 문헌의 이론값과 상용유한요소프로그램인 ADINA의 해석결과와 비교 검증되었다.

• 지질공학
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• 제11권2호
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• pp.175-190
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• 2001

오염된 연약지반에 편재하중이 작용하는 경우에 있어서 지반의 소성화에 따른 측방유동에 대한 거동을 규명하기 위하여 기존의 이론적인 배경을 고찰하고, 모형실험을 통하여 실측한 결과를 상호 비교.분석하였다. 모형실험은 모형재하장치인 토조와 재하틀 및 재하판을 제작하여 토조 안에 함수비를 일정하게 유지한 상태에서 자연지반의 시료와 오염물질을 점진적으로 증가시킨 지반시료에 대하여 일정한 시간 간격으로 편재하중을 증가시키면서 침하량과 측방변위량 및 융기량 등을 관측하였다. 그 결과 한계하중은 실험값이 Tschebotarioff(q$_{cr}$=3.0$_{cu}$)의 제안값과 Meyerhof(q$_{cr}$=(B/2H+$\pi$/2)$_{cu}$)의 제안값에 근접하여 q$_{cr}$=2.78$_{cu}$값을 나타냈고, 극한하중은 Prandtl의 제안값에 근접하여 q$_{ult}$=4.84$_{cu}$값을 나타냈다. 측방유동압은 Matsui.Hong의 이론식에 의해서 산정함이 비교적 적절하며, 측방유동압의 최대값은 토층두께(H)의 0.3H 부근에서 발생하였으며, 복합형과 Poulos의 분포형태 및 오염되지 않는 연약점토(CL, CH)지반 보다 지표면측으로 상승하여 발생하였다. 안정관리방법은 지반의 측방유동에 의한 소성변위량을 많이 이용하고 있는 부영.교본, 자전.관구, 송미.천촌 등의 안정관리도에 적용한 결과 송미.천촌의{S$_{v}$-(Y$_{m}$/S$_{v}$)}관리도와 자전.관구의 {(q/Y$_{m}$)-q}관리도에서 얻어진 극한하중은 하중-침하량곡선 (q-S$_{v}$)에서 얻어진 극한하중 보다 적은 경향을 나타냈다.