• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.453-458
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• 2011

본 논문은 TP316L 스테인리스강 재료에 대한 표면 기계가공 및 열처리에 의한 잔류응력의 생성 및 변화에 대해 연구한 것이다. 연구를 위해서 TP316L 시편에 대해 방전가공, 밀링, 연마의 3 가지 기계가공을 수행하고 표면의 잔류응력을 측정하였다. 동일한 방법으로 기계가공한 다른 시편은 열처리를 수행한 후에 표면잔류응력을 측정하여 열처리를 수행하지 않은 시편과의 차이를 비교하였다. 잔류응력측정은 엑스선회절법을 사용하였다. 또한 각 시편에 대해 비커스경도를 측정하여 열처리 수행전과 수행후의 경도를 비교하였다. 본 연구를 통해서 기계가공 방법에 따라 잔류응력의 형태가 달라지며 열처리에 의해서 대부분의 잔류응력이 제거됨이 확인되었다. 경도는 잔류응력의 인장 또는 압축의 방향에는 관계없이 크기에만 관련성이 있는 것으로 관찰되었다.

• 한국자기학회지
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• 제4권4호
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• pp.303-306
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• 1994

본 논문에서는 초자왜소자 $Terfenol-D(Tb_{0.3}Dy_{0.7}Fe_{1.9~1.95})$의 인가자장에 따른 자왜의 변화를 측정하였고, 잔류 자왜 및 초자왜소자의 온도 상승에 의한 열팽창 변형의 영향을 조사 하였다. 또한 초자왜소자에 3.5~14 MPa의 압축 응력을 인가하면서 자왜의 변화를 조사하였다. 그 결과는 인 가 압축 응력이 7 MPa인 경우 1500 Oe의 자장에서의 자왜는 1000 ppm이었으나 압축 응력을 가하지 않은 경 우는 400 ppm이었다. 또한 인가 압축 응력이 커짐에 따라서 자왜가 포화되는 자장의 크기도 커졌다. 잔류 변형과 히스테리시스가 관측되었으며, 따라서 액츄에이터로 이용할 때는 이를 보상하는 기구가 필요하며 또 한 열팽창에 의한 변형도 액츄에이터 응용시에는 고려하여야 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.43-50
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• 2012

본 논문은 레이저 샥 피닝(LSP) 유한요소 시뮬레이션 관련 변수들이 인코넬 alloy 600 합금의 잔류 응력에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 레이저 피닝 공정 관련 변수인 최대 압력파, 압력파 지속시간, 레이저 스팟 크기 및 다중 레이저 샷의 영향을 확인하였다. 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 alloy 600 재료물성에 따라 특정 범위에서 최대 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 이 때문에 LSP 공정에서 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 중요한 선택 변수가 된다. 일정한 크기 이상의 레이저 스팟은 잔류응력에 특별한 영향을 미치지 않음을 확인하였고, 다중 레이저 샷은 압축잔류응력 크기와 소성변형 발생깊이를 동시에 증가시키지만, 증가량은 레이저 샷 횟수가 증가할수록 감소하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1821-1828
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• 2010

레이저 샥 피닝(LSP)은 금속재료 표면처리를 위한 획기적인 기술로서 금속 부품의 피로성능 개선을 위해 최근에 널리 적용되고 있다. 널리 알려진 바와 같이 금속재료의 피로 균열은 재료의 응력 상태가 인장(Tension)하에서만 발생되고, 압축(Compression)상태에서는 발생하지 않는다. 따라서 피로수명 개선을 위해 전통적인 샷 피닝(SP)과 함께 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 LSP 는 금속재료의 표면과 깊이방향에 대해 높은 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 본 논문에서는 유한요소 해석기법을 이용하여 LSP 에 의해 발생되는 압축잔류응력 생성과정을 모사하고, 압축잔류응력에 영향을 미치는 다양한 변수에 대해 민감도 해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.240-249
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• 1985

여러 가지 조건하에서 한쪽면만 이온질화 처리된 SCM4 의 평판을 모델로 하여 질화층의 기계적 성질과 잔류응력을 연구하였다. 질화층에서의 재료의 성질은 질소함량분포에 비례하여 변할 것이 라는 가정하에 외팔보의 굽힘과 온도-곡률의 관계를 구하는 이론적 모델을 정립하고 이에 따른 간접적 실험방법을 제시하였다. 질화층 표면에서의 선팽창 계수는 질화되지 않은 코어의 값에 비 해 2내지 12% 증가를 보였고 탄성계수는 50내지 700%증가를 보였다. 질화로 인한 축방향 팽창은 변형도로 약 0.002를 얻었다. 상온에서의 코어의 최대인장 잔류응력은 2내지 25Kg/mm$^{2}$이 며, 질화층표면에서 일어나는 최대압축잔류응력은 질화조건에 따라 50내지 300Kg/mm$^{2}$을 얻었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.265-269
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• 2003

Sn(또는 SnAg)/Ni(P)와 Sn/Cu 계의 열사이클동안 형성되는 금속간화합물에 의해 유기되는 응력의 변화를 in-situ로 관찰하였다. Sn(또는 SnAg)/Ni(11.7P) 박막은 계면반응으로 인해 $Ni_3P$와 $Ni_3Sn_4$ 상이 형성되고 이때 인장응력이 발생하였으며, 한편, Sn(또는 SnAg)/Ni(3P) 박막의 계면반응에 의해서는 동일한 $Ni_3P$와 $Ni_3Sn_4$ 상이 형성됨에도 불구하고 압축응력이 발생하였다. SmAg를 사용할 때 형성되는 $Ag_3Sn$이 응력에 미치는 영향은 거의 없었다. Sn/Cu 박막의 경우는 계면반응 초기에는 인장응력이 발생하였고 어느 정도 이상 반응이 진전됨에 따라 압축응력이 발생하였고 최종적으로 $Cu_3Sn$ 상이 형성되었다. 초기의 인장응력은 계면에서 원자들의 intermixing 베 의한 것이고 압축응력은 Sn 방향으로 일방향 성장하는 금속간화합물 형성에 기인한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.35-40
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• 2003

홀 확장법은 홀 주위에 압축 잔류응력을 생성시켜 홀에서의 균열발생을 지연시키고 피로수명을 향상시키기 위한 효과적인 방법이다. 여러 연구들이 이러한 이로운 효과에 초점을 맞추어 온 반면, 홀 확장 잔류응력이 존재하는 홀 쪽으로 성장해 가는 균열의 피로균열 성장에 관해서는 연구가 거의 이루어져 있지 않다. 본 논문의 목적은 홀 확장 잔류응력하의 피로특성을 평가하는 것이다. 중앙 홀을 갖는 평판에 대해 홀 확장법을 적용한 후 피로시험을 수행하여 홀 확장 잔류응력이 피로수명에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 CT 시험편에 홀 확장법을 적용하여 잔류응력을 생성시킨 후 피로균열성장 시험을 수행하여, 홀 확장 잔류응력에 의한 피로균열성장 특성의 변화를 고찰하였고, 홀 확장률의 영향을 평가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.125-130
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• 2008

레이저 용접부의 국소 잔류응력을 측정하기 위한 비파괴 기법으로 구형압입시험이 제안되었다. 용접상태 절단휠의 구형압입시험으로 얻어진 겉보기 항복강도와 절단횔 용접부에 대한 응력완화 열처리 이후 동등한 위치에서 구한 고유 항복강도를 정량적으로 비교하였다. 고유항복강도가 탄성한도 내의 잔류응력에 의해서 변화하지 않는다고 고려하면 용융선으로부터 거리에 따른 두 항복강도의 차이가 용접잔류응력의 분포로 나타난다. 레이저 용접된 다이아몬드 절단휠의 구형압입시험으로부터 약 10 mm 폭에 걸친 잔류응력의 분포를 확인하였으며, 잔류응력은 쌩크와 절단팁 내에서 각각 최대 압축 및 인장 잔류응력치를 나타내었다.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.22-28
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• 2006

금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기는 라이너의 반복 수명 향상을 위해 제조 공정 중 라이너가 압축잔류응력을 갖도록 하는 자긴처리 공정을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 자긴처리에 의한 라이너의 압축잔류응력과 이후의 응력 거동을 정확히 예측할 수 있는 유한요소해석 기법을 제시하고, 이러한 해석 결과를 바탕으로 복합재 압력용기의 반복 수명을 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 비선형 유한요소해석을 통해 라이너의 응력 거동을 정확히 예측하고, 압력용기의 반복수명을 결정짓는 파라미터로 금속재 라이너의 폰미세스 응력을 도입한다. 라이너 재료에 대한 피로시험과 복합재 압력용기 시제품에 대한 반복시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 유효성을 입증한다.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.265-273
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• 1999

본 논문에서는 MEMS 공정에 많이 사용되는 tetraethoxysilane (TEOS) 산화막, low temperature oxide (LTO), 7 wt%, 10 wt% phosphosilicate glass (PSG)의 잔류응력을 Euler beam과 bent-beam strain sensor를 제작하여 측정하였다. 이러한 산화막 잔류응력 측정 구조물을 만들기 위해 다결정실리콘을 희생층으로 사용하였으며 $XeF_2$를 이용하여 희생층 식각을 하였다. 먼저 각 산화막의 증착 당시 잔류응력을 측정한 후 $500^{\circ}C$에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 1 시간 동안 열처리하였다. 또 표면미세가공에서 가장 많이 사용되는 $585^{\circ}C$, $625^{\circ}C$ 다결정실리콘 증착 조건에서 열처리하여 산화막의 잔류응력 변화를 측정하였다. 측정 결과 TEOS와 LTO, 7 wt% PSG는 $600^{\circ}C$ 이하에서 압축잔류응력이 줄어들다가 그 이상에서 다시 커지는 반면에 phosphorus 농도가 높은 10 wt% PSG의 경우는 $500^{\circ}C$이상에서 압축잔류응력이 증가하는 것을 확인하였다. 또 7 wt% PSG가 $585^{\circ}C$ 다결정실리콘 증착 시 가장 작은 잔류응력을 나타내었다.