• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.911-917
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• 2010

본 연구에서는 열적-기계적 주기하중을 받고 있는 엔진 배기매니폴드에 대해서 열응력 해석방법과 열피로수명 예측과정을 제시하였다. 즉, 파손현상이 복잡한 배기시스템의 효율적인 유한요소 모델링 방법과 온도 의존성 재료의 시험결과를 이용한 해석 데이터 구성, 그리고 열사이클 하중에 대한 열응력 및 파손 예측방법을 디젤엔진의 배기매니폴드에 대해서 나타내었다. 일반적으로 배기매니폴드의 파손 취약부에서는 고온영역에서 큰 압축소성변형이 발생하고 냉각시에는 인장의 잔류응력이 나타난다. 따라서 이같은 응력과 변형률의 이력곡선으로부터 소성변형의 진폭 또는 소성에너지의 크기를 얻을 수 있으며 이를 통해서 피로수명을 예측할 수 있다.

• 타이어
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• 통권65호
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• pp.3-9
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• 1976

가유 고무에 대변형의 반복왜를 외부자극으로서 부여하면 초기에는 대폭의 응력의 변화현상이 보여져 서서히 일정응력치에 접근하여 파단에 이른다. 이 응력의 변화현상과 피로수명(파단하기까지의 회수)이 여하한 기계적 화학적 인자의 영향을 받는가를 천연고무의 순고무 가유물로 검토했다. 그 결과 실온으로 고무에 반복신장피로를 부여하면 가교구조, 망목밀도 및 신장률이 응력변화의 대소, 피로수명의 증감에 영향을 주었다. 고온으로 고무에 반복신장피로를 주면 열산화에 의하여 어느 온도로부터 현저한 응력연화(화학응력연화) 현상이 보였다. 연이나 고무에 열화방지제를 첨가하면 고온에 있어서의 산화반응이 억제되기 때문에 무첨가의 경우와 달라서 파단이나 현저한 응력연화가 일어나지 않았다. 피로수명(F)와 파괴신장(εb),반복신장률(ε)사이에 F=A(εb-ε)n 의 관계가 성립함이 인정되었다. An은 고유의 파라메에터어이며 천연고무의 순고무가유물로서 n은 4.0~4.5의 거의 일정치를 표시했다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.496-496
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• 2001

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.139-145
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• 2007

This paper presents the low cycle thermal fatigue of the engine exhaust manifold subject to thermomechanical cyclic loadings. The analysis includes the FE model of the exhaust system, temperature dependent material properties, and thermal loadings. The result shows that at an elevated temperature, large compressive plastic deformations are generated, and at a cold condition, tensile stresses are remained in several critical zones of the exhaust manifold. From the repetitions of thermal shock cycles, plastic strain ranges could be estimated by the stabilized stress-strain hysteresis loops. The method was applied to assess the low cycle thermal fatigue for the engine exhaust manifold. It shows a good agreement between numerical and experimental results.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.669-676
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• 2014

국내 승용차용 삼원촉매담체의 경우 배기가스 변환 효율이나 압력 강하 등은 엔진 효율 측면에서 만족되고 있지만 열적 내구성은 요구 내구 수명을 만족시키지 못하여 차량정비현장에서 상당한 파손사고가 발견되고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상의 원인을 밝히기 위하여 국내 승용차용 삼원촉매담체에서 발생되는 열응력을 온도측정자료와 단순한 열응력 모델을 이용하여 구하였으며 열피로 성능은 확정론적 강도가 아닌 확률과 크기 및 피로 인자를 고려한 확률론적 설계 강도로 평가함으로서 확정론적 설계 강도에 의한 열피로 성능 평가 방법을 극복하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권4호
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• 열처리공학회지
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• 제18권6호
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• pp.383-393
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• 2005

본 고에서는 사출금형소재로 널리 사용되는 프리하든 강의 수명을 극대화 시킬 수 있는 열 표면처리 기술에 대해 소개하였다. 이러한 열 표면처리 기술 및 기술 적용시 고려해야할 점을 다시 정리해 보면, 제조하는 대상물을 고려한 최적 금형 재료의 선택 (표 1~3) 선택된 금형의 물성을 최적으로 구현할 수 있는 열처리 선택 (표 4) 금형의 사용 환경을 고려한 최적 열 표면처리 선택 (표 5) 질화 열처리에 의한 수명 향상 피로 수명이 중요한 경우 : 질화층 $100{\mu}m$이내 열간 내마모성, 크립저항성이 요구되는 경우 : 질화층 $300{\sim}400{\mu}m$ TiN, CrN 등 세라믹 코팅에 의한 성능 향상 내식성 중요시 CrN, DLC의 적용 내마모성 및 초저마찰계수의 구현 : 방향성 코팅, 나노구조화 금형의 국제경쟁력을 향상시키기 위해서는 고품위 금형 제조 기술이 필요하고 이를 위하여, 표면개질처리가 필수불가결하다는 것이다. 또한, 열 표면처리에는 각각의 특징이 있고, 적용 상황의 미묘한 차이에 따라 특성이 바뀌기 때문에 고품위, 품질 금형을 얻고자 하면 어느 때보다 사용자, 금형기술자, 열 열 표면처리 기술자들과의 협력이 요구된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1137-1143
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• 2010

가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1192-1202
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• 1994

Fatigue behavior and life prediction were presented for thermal-mechanical and isothermal low cycle fatigue of 12Cr forged steel used for high temperature applications. In-phase and out-of-phase thermal-mechanical fatigue test at 350 to 600.deg. C and isothermal low cycle fatigue test at 600.deg. C were conducted using smooth cylindrical hollow specimen under strain-control with total strain ranges from 0.006 to 0.015. Cyclic softening behavior was observed regardless of thermal-mechanical and isothermal fatigue tests. The phase difference between temperature and strain in thermal-mechanical fatigue resulted in significantly shorter fatigue life for out-of-phase than for in-phase. The difference in fatigue lives was dependent upon the magnitudes of inelastic strain ranges and mean stresses. Increase in inelastic strain range showed a tendency of intergranular cracking and decrease in fatigue life, especially for out-of-phase thermal-mechanical fatigue. Thermal-mechanical fatigue life prediction was made by partitioning the strain ranges of the hysteresis loops and the results of isothermal low cycle fatigue tests which were performed under the combination of slow and fast strain rates. Predicted fatigue lives for out-of-phase using the strain range partitioning method showed an excellent agreement with the actual out-of-phase thermal-mechanical fatigue lives within a factor of 1.5. Conventional strain range partitioning method exhibited a poor accuracy in the prediction of in-phase thermal-mechanical fatigue lives, which was quite improved conservatively by a proposed strain range partitioning method.

• 기계저널
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• 제43권6호
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• pp.62-65
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• 2003

이 글에서는 가속 열노화시험을 통하여 노화수명을 예측하고 방법을 고무 재료의 수평 선도와 유한요소해석 결과로 부터 고무부품의 피로숙명을 예측하여 신뢰성을 평가하는 방법을 소개하였다.