Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.39
no.10
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pp.955-962
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2015
The Vickers test can be used for all types of materials, and it has one of the widest scales among hardness tests. The hardness may be considered as a probability variable when evaluating the mechanical properties of materials. In this study, we investigate the statistical properties of the bending strength and Vickers hardness in $ZrO_2$ monolithic and $ZrO_2/SiC$ composites depending on the amount of $TiO_2$ additives. The bending strength and Vickers hardness were found to agree well with the Weibull probability distribution. We evaluate the scale parameter and shape parameter in as-received $ZrO_2$ and $ZrO_2/SiC/TiO_2$ ceramics, as well as their heat treated ceramics. We also evaluate the parameters in accordance with the increase in in the indentation load.
Lee, Seung Pyo;Kim, Bong Chul;Lee, In Ha;Cho, Young Geol;Kim, Yong Chan
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.36
no.12
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pp.1613-1618
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2012
The wheel bearing is one of the important parts in a vehicle for translating power and bearing weight. When it is mounted on the knuckle by using bolts, the distortion of the outer ring including the seal mounting point and raceway occurs. In this study, a numerical analysis was performed to analyze the distortion of the outer ring by using a finite element method. The commercial software MSC.MARC was used for this purpose. Elastoplastic and contact analysis were carried out to compute the clamping behavior of the outer ring, bolts, and knuckle. Because the concavity on the flange of the outer ring affects the deformation, its effect was considered. To verify the reliability of this study, the roundness of the outer ring was measured. The experimental results were comparatively in agreement with the computational results.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.36
no.10
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pp.1289-1295
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2012
A process heat exchanger (PHE) in a nuclear hydrogen system is a key component for transferring the considerable heat generated in a very high temperature reactor (VHTR) to a chemical reaction that yields a large quantity of hydrogen. A performance test on a small-scale PHE prototype made of Hastelloy-X is underway in a small-scale gas loop at the Korea Atomic Energy Research Institute. Previous research on the high-temperature structural analysis of the small-scale PHE prototype had been performed using base material properties. In this study, a high-temperature structural analysis considering the mechanical properties in the weld zone was performed, and the obtained results were compared with those of the previous research.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.36
no.9
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pp.1095-1101
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2012
A process heat exchanger (PHE) in a nuclear hydrogen system is a key component that transfers the large amount of heat generated in a very high temperature reactor (VHTR) to a chemical reaction that yields a large quantity of hydrogen. A performance test on a small-scale and a medium-scale PHE prototype made of Hastelloy$^{(R)}$-X is being conducted on in a small-scale nitrogen gas loop at the Korea Atomic Energy Research Institute. Previous research on the macroscopic high-temperature structural analysis of PHE prototypes had been performed using base material properties owing to a lack of weld material properties. In this study, macroscopic high-temperature structural analyses considering the weld material properties were performed and the results were compared with those of a previous study.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.9
no.5
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pp.527-533
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1999
Hertzian indentation tests with spherical indenters in water were conducted to examine the contact fatigue in three dental ceramics, such as feldspathic porcelain, micaceous glass-ceramic (MGC) and glass-infiltrated alumina, which was used as dental restorations, and evaluated the effect of contact damage on strength. Initial damage was dependent of microstructure, showing cone cracks of brittle behavior in the feldspathic porcelain and deformation of quasi-plastic behavior in the MGC, with an intermediate case in the glass-infiltrated alumina. However, as increasing the number of cyclic loading (n=1~n =$10^6$)all materials showed an abrupt strength degradation, at which fracture was originated from damage in the contact fatigue. There were two strength degradation with increasing the number of cyclic loading in specific loads (200N, 500N, 1000N):first was from the cone cracks, and second was from the radial cracks created by cyclic loading. The radial cracks, once formed, led to rapid degradation in strength properties, Finally the material was failed at the high number of cyclic loading. Strength degradation with indentation load at fixed number of cyclic loading indicated that the feldspathic porcelain should be highly damage tolerant to the contact fatigue.
Nondestructive instrumented indentation test is the method to evaluate the mechanical properties by analyzing load - displacement curve when forming indentation on the surface of the specimen within hundreds of micro-indentation depth. Resistance spot welded samples are known to difficult to measure the local mechanical properties due to the combination of microstructural changes with heat input. Particularly, more difficulties arise to evaluate local mechanical properties of resistance spot welds because of having narrow HAZ, as well as dramatic changed in microstructure and hardness properties across the welds. In this study, evaluation of the local mechanical properties of resistance spot welds was carried out using the characterization of Instrumented Indentation testing. Resistance spot welding were performed for 590MPa DP (Dual Phase) steels and 780MPa TRIP (Transformation Induced Plasticity) steels following ISO 18278-2 condition. Mechanical properties of base metal using tensile test and Instrumented Indentation test showed similar results. Also it is possible to measure local mechanical properties of the center of fusion zone, edge of fusion zone, HAZ and base metal regions by using instrumented indentation test. Therefore, measurement of local mechanical properties using instrumented indentation test is efficient, reliable and relatively simple technique to evaluate the tensile strength, yield strength and hardening exponent.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.35
no.4
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pp.439-445
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2011
Forensic Engineering is the art and science of professionals qualified to serve as engineering experts in courts of law or in arbitration proceedings. Buses using compressed natural gas (CNG) trend to be extended in use internationally as optimal counterplan for reducing discharge gas of light oil due to high concern about environment. However, CNG buses have to be equipped with composite pressure vessels (CPVs); since the CPVs contain compressed natural gas, the risks in the case of accident is very high. Hence, the investigation of such accidents is usually associated with engineering analysis. Among the possible reasons for such CNG explosion accidents is vehicle fire and vessel fracture. By conducting formal inspection and engineering tests, in this study, the cause of vessel explosion is investigated by analyzing the failure mechanism by fractography and by comparing the material properties of a reference part with those of a problem part by adopting instrumented indentation technique.
Hwang, Chul-Sung;Park, Kyoung Tae;Choi, Young Cheol
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.22
no.3
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pp.90-96
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2018
In this study, the mechanical and micro-structural change of cement pastes incorporating Stainless-Steel Slag Argon Oxygen Decarburization Slag (STS-A) containing ${\gamma}-C_2S$ as a carbon capture materials were investigated with carbonation curing condition. ${\gamma}-C_2S$ is non-hydraulic, therefore does not react with water. But ${\gamma}-C_2S$ has a reactivity under carbonation curing condition with water. The reaction products fill up the pore in pastes. The microstructure of STS-A blended cement pastes could be densified by this reaction. The pore structure of cement pastes incorporating STS-A was measured using mercury intrusion porosimetry (MIP) after carbonation curing ($CO_2$ concentration is about 5%). Also the fractal characteristics were investigated for the effect of carbonation curing on the micro-structural change of paste specimens. From the results, the compressive strength of carbonated specimens incorporating STS-A increased and pore-structure of carbonated paste is more complicated.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.11
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pp.1415-1421
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2013
Recently, to resolve problems regarding legal liability for accidents and disasters, various simulation techniques such as F.E.M. and F.V.M. have been used in the field of forensic engineering. In this study, we performed mechanical structure analysis using ADINA to investigate the cause of bridge collapse accidents. Such accidents occurred owing to modified and missing processes in comparison with the original design while filling with concrete. Modified and missing processes cause buckling of the upper plate and twisting of the main girder. Through this study, we determine the exact cause of bridge collapse by comparing the evaluation of the structure stability of the original design with the evaluation of the structure stability of the modified and missing process using ADINA structure analysis. Hence, this result indicates that buckling prediction through FEA is the most effective method.
Kim, Yu-Seop;Jo, Hui-Jae;Lee, Hak-Yeong;Jeong, Yong-Chan;Lee, Su-Yeol
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2018.06a
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pp.42.2-42.2
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2018
신도시 및 대규모 도시 개발이 진행됨에 따라 안정적이고 효율적인 전력 공급을 위해 다수의 지상 배전함이 설치되고 있으며, 이에 따라 불법 광고물 및 스티커의 부착으로 인한 문제가 발생하고 있다. 이를 해결하기 위하여 여러 기관 및 산업체에서는 부착 방지용 코팅 도료 및 시트에 대하여 다양한 연구개발을 진행하고 있으며, 현장에 적용 된 다수의 제품이 존재한다. 하지만 현재 대부분의 제품들은 약 1년 정도의 시간이 지나면 부착 방지 기능을 상실하며, 도료와 기판 또는 시트와 기판 사이의 박리가 일어나 도시의 미관을 더욱 해치는 결과를 초래하고 있다. 이러한 원인으로는 부착력(Peel resistance, N/cm)을 측정하는 기존의 제시된 방법(KS T 1028, Peel test)으로는 정확한 측정이 어렵기 때문에 제품 선별에 어려움이 있다. 일반 기판의 경우 규격에서 요구하는 각도($90^{\circ}$, $180^{\circ}$)가 잘 유지되어 정밀한 부착력 측정이 가능하지만, 저점착 기능성 코팅소재(Anti-adhesion coating)의 경우 부착 자체가 어렵기 때문에 요구 각도를 유지하기 어려워 정밀한 측정을 할 수 없다. 이러한 문제점들을 해결하고자 압입자(Probe)를 이용한 새로운 평가 장치와 방법(Tack test)을 개발 및 제시하였다. 평가 지표로는 최대 점착력(Adhesive force, N), 최대 점착력일 때 점착제가 늘어난 총 길이(Extension of adhesive, mm), 탈착 에너지(Energy, J)가 있으며, 인가하는 힘(N)이 커질수록, 탈착 속도(Velocity)가 빨라질수록 평가 지표 모두 값이 상승하는 경향성을 보인다. 각 시험방법(Peel test, Tack test)에 대한 테이프류 점착제와 기판과의 결합이 끊어지는(Debonding, 탈착) 메커니즘(Mechanism)은 점착제 기공(Cavity)의 형성, 결합이 끊어지는 힘(Debonding force, N), 힘의 평형(Force balance)로 설명 가능하며, 상호간의 관계성을 도출한다. 이와 같은 평가 지표를 활용하여 저점착 기능성 코팅소재에 대해 정밀한 평가를 하는 것으로, 향후 개발될 다양한 제품에 대한 성능 분별력을 높이고, 현장에 적용 될 제품들의 성능을 끌어 올려 기존에 발생한 다양한 문제점들을 해결 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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