• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.70.1-70.1
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• 2018

자동차를 포함한 수송기기, 전기 및 전자산업에 있어 경량화, 소형화, 고성능화와 함께 에너지 및 원가절감을 위한 노력이 활발하게 이루어지고 있다. 알루미늄은 신소재 및 고효율 제조공정 개발을 위한 합금설계기술, 용해/주조 기술, 가공기술, 열처리 기술, 시험평가 기술, 시뮬레이션 기술에 대한 전방위적인 연구가 진행되고 있다. 최근 프리미엄 자동차 시장에 고강도 알루미늄을 이용한 휠 시장이 폭발적으로 증가하고 있다. 2010년 전세계 자동차 휠 시장 규모는 56조원으로 알루미늄 휠 시장 규모는 약 19조원으로 점차 증가하고 있으며, CO2 배출 및 연비 증가에 대한 시대적 요구에 의해 수송기기의 경량화 및 주행 성능 향상으로 알루미늄 휠 시장 규모는 해마다 증가하고 있다. 7xxx 계열의 알루미늄 합금을 이용해 PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) 혹은 MAO (Micro Arc Oxidation)를 이용해 표면처리를 수행하였다. 표면처리는 Silicate, Vanadate 및 Phosphate 등의 전해액을 선택적으로 사용하였으며, AC 200 ~ 500 V의 전압 조건 범위에서 CV 모드로 전류를 인가하였다. 형성된 표면 산화층은 산화막 두께 분석, 내마모 특성 평가, 염수분무 평가, 전기화학 평가(Potentiodynamic Polarization) 등을 통해 표면 산화층 분석을 진행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.4963-4967
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• 2012

본 연구에서는 마그네슘 합금 AZ91D를 소재로 18인치 휠을 개발하고 동일사양의 알루미늄 휠과 해외 시판중인 마그네슘 휠과 기계적인 성질을 비교하였다. 저압주조 방식에 의해 18인치 마그네슘 휠 시제품을 제작하여 동일 사양의 알루미늄 휠 대비 26% 의 경량화를 이룩하였고, 신판 마그네슘 휠 대비 동등 수준의 연신율, 인장강도, 경도를 달성하였다. 향 후 주조와 열처리 공정 개선을 통해 항복강도 향상이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.122-127
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• 2005

The styling of automobile wheels and their effect on vehicle appearance has increased in importance in recent years. The wheel designer has been given the task of insuring that a wheel design meets its engineering objectives without affecting the styling theme. The wheel and tire system is considered as a vehicle component whose dynamic modal information of the tire/wheel system are employed in the modal synthesis model of the vehicle. The vibration characteristics of a automobile wheel play an important role to judge a ride comfort and quality for a automobile. In this paper, the vibration characteristics of a Al-alloy and steel wheel for automobile are studied. Natural frequency, damping and mode shape are determined experimentally by frequency response function method. Results show that wheel material property, size and design are parameter for shift of natural frequency and damping.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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• pp.623-628
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• 2001

The styling of passenger car wheels and their effect on vehicle appearance has increased in importance in recent years. The wheel designer has been given the task of insuring that a wheel design meets its engineering objectives without affecting the styling theme. The wheel and tire system is considered as a vehicle component whose dynamic modal information of the tire/wheel system are employed in the modal synthesis model of the vehicle. The Vibration characteristics of a passenger car wheel play an important role to judge a ride comfortability and quality for a passenger car. In this paper, the vibration characteristics of a AI-alloy and steel wheel for passenger car are studied. Natural frequency, damping and mode shape are determined experimentally by frequency response function method. Results show that wheel material property, size and design are parameter for shift of natural frequency and damping.

• 한국재료학회지
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• 제9권7호
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• pp.715-723
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• 1999

마그네슘은 20여년간 자동차 산업에서 휠소재로 사용되어 왔다. 마그네슘 휠은 무게가 알루미늄 휠보다 25% 가벼워서 주행성이 우수하다. 이 연구의 목적은 사형주조 및 영구금형주조 공정에 의한 AZ91D 합금제 췰을 개발하는 것이다 보호개스$(SF_6+CO_2)$를 사용하는 비플럭스 용해기술을 적용하여 용탕의 산화와 불순물의 유입을 배제하였다 마그네슘 용탕은 가압식 펌프시스템을 사용하여 가열된 파이프를 통하여 모울드에 자동으로 공급된다. 열처리 및 인고트의 조성에 따른 AZ91B 합금제 휠의 기계적 특성을 조사하였다.

• 한국기계기술학회지
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• 제20권6호
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• pp.886-893
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• 2018

In this study, clinching characteristics of aluminum and galvanized steels were investigated for the application of clinching as a joining technique to aluminum wheelhouse assembly. A6451 aluminium alloy and galvanized steel sheets were joined by hybrid joining(clinching + adhesive bonding). Tensile-shear load and fracture mode of hybrid joints were investigated. Maximum tensile-shear load of hybrid joints was about six times higher than that of clinched joints without adhesive. Energy absorption values of hybrid joints were higher than those of clinched joints without adhesive as well as resistance spot welded steel joints. Developed aluminum wheelhouse assembly showed higher static stiffness than the existing steel parts. Aluminum wheelhouse inner panel unit was 44% lighter than the steel unit, and the final assembled aluminum wheelhouse was 14.6% lighter than the existing steel parts.

• 소성∙가공
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• 제8권5호
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• pp.498-506
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• 1999

The metal forming processes of aluminum alloy wheel forging at elevated temperature are analyzed by the finite element method. A coupled thermo-mechanical model for analysis of plastic deformation and geat transfer is adapted in the finite element formulation. In order to consider the strain-rate effects on material properties and the flow stress dependence on temperatures, rigid-viscoplasticity is introduced in this formation. In this paper, several process conditions were applied to the dimulation such as die speed, rib thickness, and depth of die cavity. Simulation results are compared, and discussed with each case. Metal flow, die pressure distributions, temperature distributions, velocity fields and forging loads are summarized as basic data for process design and selection of a proper press equipment.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.376-377
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• 2011

최근 Mg, Mg-Al합금, Al은 전자제품의 케이스, 차량의 휠 등의 신소재로서 활용성이 높아 사회적 수요가 급격히 늘고 있다. 이러한 수요 증가와 함께 관련 사업장에서는 취급 과정에서 폭발사고 위험성이 높아지고 있는데, 2010년도에는 국내 사업장에서 금속 분진에 의한 폭발사고가 4건이 발생하여 인명 및 재산피해가 발생하였다. Mg-Al합금의 폭발사고로 사망 1명과 부상 2명이 발생하였으며, Al분진의 폭발사고는 3건이 발생하여 사망 2명과 부상 3명의 인명피해로 이어졌다. 사고조사를 통하여 사업장에서의 금속분진에 대한 위험인식이 매우 낮은 것이 유사 사고가 반복되고 있는 가장 큰 이유로 알려지고 있는데, 이는 금속분진에 대한 부족한 안전기술정보와 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 Mg, Mg-Al합금, Al등을 취급하는 관련 사업장에서 폭발사고 예방대책을 위하여 활용할 수 있는 폭발특성에 관한 안전기술정보 제공을 목적으로 하고 있다. 보다 구체적으로는 사고 다발 금속분진에 대한 위험성 이해에 도움을 될 수 있도록 동일 입경분포 조건에서의 위험성을 정량적으로 평가하였으며, 이를 위하여 각 금속분진의 동일 입경 조건에서 최대폭발압력, 폭발하한계 등의 폭발위험성 데이터를 실험적으로 조사 하였다. 조사한 시료는 평균입경 200 mesh의 Al, Mg, Mg-Al(60:40 wt%)로서 입도분석기(Beckman Coulter LSI 3320)를 사용하여 측정한 결과 평균입경은 약 $155{\mu}m$로 나타났다. Al분진의 농도변화에 따른 폭발압력을 조사한 결과, 최대폭발압력(Pmax)은 7.9 bar였으며 최대폭발압력상승속도 (dt/dP)max는 농도 $1500[g/m^3]$에서 322 [bar/s]로 최대가 되었으며 폭발 하한계(LEL)는 $70[g/m^3]$가 얻어졌다. 반면에 순수한 Mg의 LEL은 $30[g/m^3]$였으며 Pmax는 6.4 bar, (dP/dt)max는 100 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 LEL이 낮은 Mg는 Al보다 연소성이 큰 것으로 나타났으며, Al은 화염을 유지하는데 필요한 최저 열분해 가스농도를 확보하는데 Mg보다도 고농도의 분진이 필요함을 알 수 있었다. 또한 Mg-Al(60:40 wt%)의 LEL은 $50g/m^3$이었으며 Pmax는 9.4 bar, (dP/dt)max는 472 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 Mg-Al(60:40 wt%)합금의 연소성을 살펴보면 착화하기 쉬운 정도는 Mg와 Al의 성분비에 의해 변화하지만 Mg와 Al의 중간 정도로 나타나는 반면, Pmax는 Mg 또는 Al의 단독 물질 성분보다도 매우 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 단일 성분의 Mg와 Al보다도 Mg와 Al이 일정 비율로 구성된 Mg-Al합금의 경우가 화재폭발 위험성이 증가한다는 사실을 알 수 있었으며, 이와 같은 폭발위험특성 자료를 활용하여 분진의 보관, 취급, 폐기 등의 지속적 관리가 필요하며 사업장 특성에 적합한 안전대책을 통한 사고예방대책이 요구된다.