• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.6
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• pp.769-774
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• 2013

Turbine blades and disc, which are one of the most important rotating parts of a gas turbine engine, are required to have highly efficient performance in order to minimize the total life cycle costs. Owing to these requirements, these components are exposed to severe conditions such as extreme turbine inlet temperatures, high compression ratios, and high speeds. To evaluate the structural integrity of a turbine disc under these conditions, material modeling and finite element analysis techniques are essential; furthermore, shape optimization is necessary for determining the optimal solution. This study aims to generate 2D finite element models of an axisymmetry model and a sector one and to perform thermal-structural coupled-field analysis and contact analysis. Structurally vulnerable areas such as the disc bore and disc-blade interface region are analyzed by a parametric study. Finally, an improved design is provided based on the results, and the necessity of elaborate shape optimization is confirmed.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2004.11a
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• pp.365-371
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• 2004

Generally, fracture of a material is influenced by plastic zone size developed near the crack tip. Hence, according to the relative size of plastic zone in the material, the mechanics as a tool for analyzing the fracture process are classified into three kinds, that is, Linear Elastic Fracture Mechanics, Elastic Plastic Fracture Mechanics, Large Deformation Fracture Mechanics. Even though the plastic zone size is such an important parameter, the practical measurement techniques are very limited and the one for in-situ measurement is not virtually available. Therefore, elastic-plastic FEA has been performed to estimate the plastic zone size. In this study, it is noticed that side necking at the surface is a consequence of plastic deformation and lateral contraction and the relation between the plastic zone and side necking is investigated. FEA for modified boundary layer models with finite thickness, various mode mixities $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$ and strain hardening exponent n=3, 10 are performed. The results are presented and the implication regarding to application to experiment is discussed.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.151-154
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• 2002

In this paper, the effect of the crack growth length on the plastic zone size at the crack tip and the crack growth lives of the DENT specimen under constant amplitude cyclic loading were studied. The plastic zone size was calculated by nonlinear static method in commercial finite element analysis program, MSC/NASTRAN and the crack growth lives were also calculated by using compliance function considering geometric shape in MSC/FATIGUE. The calculated plastic zone size increased proportional to the crack length. And comparison of calculated plastic zone size and crack growth lives with the experimental results shows a good agreement.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.23 no.2
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• pp.191-198
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• 2015

In this study, the flow characteristics at the ventilation holes was analyzed by using numerical method when carbon composite brake disk was rotated at a constant speed. In order to ensure the validity of the analysis results, grid dependency test was performed by considering the accuracy and appropriateness, and 4mm mesh size was selected for decrease of the maximum error rate 63.6%. As a result, the outside air flows in the clearance between the disk and shaft in case of B model. whereas, the outside air flows in the clearance or the outlet of the ventilation holes in case of A and C models. And also average static pressure at the outlet was changed depending on shape of the ventilation holes and rotational speed of the disk in case of A and C models. Besides, in the B model, intake air according to the clearance goes with side surface of ventilation hole, and so increased by mean velocity of 4.64m/s and mean pressure of 0.58pa in the ventilation hole outlet, in case of disk rotational speed of 146.21rad/s.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.5
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• pp.938-946
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• 1989

Using the CT specimen of carbon steel(SM45C), we estimated the fatigue crack propagation behavior in stable crack propagation range. Furthermore the fatigue crack propagation rate, Acoustic Emission(AE) count rate, and fractography characteristics were also compared among others. The following results were confirmed by experimental observation. Near-threshold stress intensity factor range(.DELTA. $K_{th}$) is influenced by stress ratio but not at the upper limit of stable crack propagation range. As stress intensity factor range(.DELTA.K) and(or) stress amplitude increase (s), both crack propagation rate(da/dN) and AE count rate(dn/dN) increase. Effective stress intensity factor range(.DELTA. $K_{off}$) determined from the crack closure point measurement by AE method is useful for the evaluation of fatigue crack propagation rate. Fractography in stable crack propagation range showed striation, and agreed with the crack propagation rate obtained either by experiment of by the results of microscopic measurements.s.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.3
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• pp.25-34
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• 1993

The long-term behavior, such as in excavation problems of weak medium, can be dealt with by the elasto-viscoplasticity models. In this paper, a combined formulation of elasto-viscoplasticity using boundary elements and finite elements without using internal cells is presented. The domain integral introduced due to the viscoplastic stresses is transformed into a boundary integral applying direct integration in cylindrical coordinates. The results of the developed boundary element analysis are compared with those from the explicit solution and from the finite element analysis. It is observed that the boundary element analysis without internal cells results in some error because of its deficiency in handling the nonlinearity in local stress concentration. Therefore, a coupled analysis of boundary elements and finite elements, in which finite elements are used in the area of stress concentration, is developed. The coupled method is applied to a time dependent inelastic problem with semi-infinite boundaries. It results in reasonable solution compared with other methods where relatively higher degree of freedoms are employed. Thus, it is concluded that the combined analysis may be used for such problems in the effective manner.

• Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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• 1994.04a
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• pp.229-229
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• 1994

선택성이 높고 뛰어난 약효를 지닌 항 바이러스제의 개발은 신약개발의 중요한 영역중에 하나이다. 현재 AIDS 치료제로 사용되고 AZT를 비롯하여 항virus 효과를 나타내는 약물의 대부분은 구조적으로 nucleoside계에 속하는 화합물로서 수 많은 약리학적 연구 및 합성 화학적 연구가 이루어져 왔다. 특히 합성 화학적 측면에서 이들 화합물의 합성은 크게 두가지로 나누어지는데 그것은 sugar 부위의 변형을 통한 방법과 염기 부위의 변형을 통한 방법에 의해 새로운 항 바이러스제를 개발하는 것이다. 최근의 연구 동향에 있어서 주목할 만한 변화의 하나는 sugar 부위의 구조적 변형을 시도하는데 있어서 종래의 5원환 형태에서 환이 개열된 형태의 acyclic nucleoside에 대한 연구가 이루어져 좋은 효과를 거두고 인다는 사실이다. Acyclovir, Ganciclovir등 의 개발이 그것이다. 본 연구에서는 종래의 acyclic nucleoside가 ribose sugar의 2'번 및 3'번 탄소를 제거한 acyclic ether 형태로 되어있는 것과는 다르게 ether 부위의 산소를 탄소 치환한 carbo-acyclic nucleoside를 합성하고자 하였다. Acyclic nucleoside를 합성하고자 하였다. Acyclic nucleoside의 side chain의 conformation이 항 바이러스 작용을 나타내는데 필수 불가결한 점을 감안할때, carbo-acyclic nucleoside계 화합물은 보다 다양하게 변형될 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 관점에서 side chain의 2'번 및 3'번 탄소는 side chain의 conformation을 좌우하는 결정적 요인으로 작용할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 이들 탄소를 중심으로한 분자수식을 시도하기로 하고 bioisosterism을 이용하여 3'위치의 수소를 fluoride로 치환한 화합물을 설계하여 합성을 시도하였다.silyl group-5'-무치환 화합물을 tosyl, azido화 한다음 desilylation하여 얻었다. 목적하는(1) 화합물의 diasteromer 인 2',3'-dihydroxy-5'-무치환 유도체(3)는 (4)화합물 합성시 얻은 hemiactal을 key intermediate로 하여 TsNHNH$_2$, NaB(CN)H$_3$ 및 NaOAc로 처리하므로서 얻을수 있었다. 이들 화합물들의 각종 DNA 및 RNA virus에 대한 항 바이러스작용을 검토한 결과 현저한 항 바이러스 작용을 나타내지 않았다.분화유도 활성을 나타내어 항종양제로의 개발에 많은 흥미가 기대된다.기대된다.oxylic acid (compound 10)를 합성하였다.10^{－7}$ M)에 의한 단백인산화에 대하여는 더 미약한 억제-효과를 나타내었다. 이상의 결과는 PDE-1과 항우울약들의 항혈소판작용은 PKC-기질인 41-43 kD와 20 kD의 인산화를 억제함에 기인되는 것으로 사료된다.다. 것으로 사료된다.다.바와 같이 MCl에서 작은 Dv 값을 갖는데, 이것은 CdCl$_{4}$$^{2-}$ 착이온을 형성하거나 ZnCl$_{4}$$^{2-}$ , ZnCl$_{3}$$^{-}$같은 이온과 MgCl$^{+}$, MgCl$_{2}$같은 이온종을 형성하기 때문인것 같다. 한편 어떠한 용리액에서던지 NH$_{4}$$^{+}$의 경우 Dv값이 제일 작았다. 바. 본 연구의 목적중의 하나인 인체유해 중금속이온인 Hg(II), Cd(II)등이 NaCl같은 염화물이 함유된 시료용액에 공해이온으로 존재할 경우 흡착에 의한 제거가 가능하다. 한편 이같은 중금속이온의 흡착실험은 특히 해수중의 금속이온의 회수연구에도

• Clean Technology
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• v.28 no.3
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• pp.203-209
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• 2022

An environmental evaluation was conducted by employing LCA methodology for a mechanical seal manufacturing process that uses recycled silicon recovered from end-of-cycle PV modules. The recycled silicon was purified and reacted with carbon to synthesize β-SiC particles. Then the particles underwent compression molding, calcination and heat treatment to produce a product. Field data were collected and the potential environmental impacts of each stage were calculated using the LCI DB of the Ministry of Environment. The assessment was based on 6 categories, which were abiotic resource depletion, acidification, eutrophication, global warming, ozone depletion and photochemical oxidant creation. The environmental impacts by category were 45 kg CO₂ for global warming and 2.23 kg C₂H₄ for photochemical oxide creation, and the overall environmental impact by photochemical oxide creation, resource depletion and global warming had a high contribution of 98.7% based on weighted analysis. The wet process of fine grinding and mixing the raw silicon and carbon, and SiC granulation were major factors that caused the environmental impacts. These impacts need to be reduced by converting to a dry process and using a system to recover and reuse the solvent emitted to the atmosphere. It was analyzed that the environmental impacts of resource depletion and global warming decreased by 53.9% and 60.7%, respectively, by recycling silicon from end-of-cycle PV modules. Weighted analysis showed that the overall environmental impact decreased by 27%, and the LCA analysis confirmed that recycling waste modules could be a major means of resource saving and realizing carbon neutrality.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.283.2-283.2
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• 2014

열필라멘트 화학증착공정(Hot Wire Chemical Vapor Deposition)에서 기상 에서 생성되는 하전된 실리콘 나노입자와 저온결정성 실리콘박막 증착의 연관성을 압력의 변화에 따른 상호비교를 통해 조사하였다. 필라멘트 온도는 $1800^{\circ}C$로 고정시키고 0.3~2 torr의 범위에서 공정 압력을 변화시키면서 증착하였다. 압력이 증가함에 따라 증착된 실리콘 박막의 결정화도는 증가하였으며, 증착속도는 감소하였다. 반응기 압력에 따른 기상에서 생성되는 나노입자의 크기분포의 변화를 조사하기 위하여 탄소막이 코팅된 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy) 그리드 위에 실리콘 나노입자를 포획하고 관찰하였다. 포획된 실리콘 나노입자의 크기분포와 개수농도는 압력이 증가함에 따라 감소하였다. 투과전자현미경을 이용하여 분석한 결과, 나노입자는 결정성 구조를 보였다. 압력이 증가함에 따라 나노입자의 크기가 감소하고 개수농도가 감소하는 것은 증착속도의 감소와 관련됨을 알 수 있다. 한편, 공정압력 증가에 따른 나노입자의 크기분포 및 개수농도 감소와 증착속도의 감소는 일반적으로 알려진 기상에서 석출하는 고상의 평형석출량(equilibrium amount of precipitation)이 압력의 증가함에 따라 증가한다는 사실과 일치하지 않는다. 이러한 압력경향성은 Si-H 시스템이 0.3~2 torr의 압력 영역에서 retrograde solubility를 갖는 것을 의미한다. 나노입자의 하전여부, 크기분포 및 개수농도를 측정하기 위하여 입자빔질량분석장비(Particle Beam Mass Spectroscopy)를 이용하였다. 그 결과, 실리콘 나노입자는 양 또는 음의 극성을 가진 하전된 상태임을 확인하였고, 투과전자현미경(TEM) grid에 포획한 실리콘 나노입자의 크기와 경향성이 일치하였다. 이는 나노입자가 저온의 기판에서 핵생성되어 성장하여 생성된 것이 아니라 열필라멘트 주위의 고온영역에서 생성된 것을 의미한다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.121-121
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• 2009

자동차는 코너 주행 시 In-corner와 Out-corner 의 바퀴 궤적이 달라지므로, 특별한 장치가 없이 좌우 구동 측의 바퀴가 같은 속도로 회전을 하게 되면 정상적인 주행이 불가능하다. 따라서 정상적인 코너 주행이 가능 하려면, 코너 안쪽 바퀴보다 바깥쪽 바퀴가 더 빨리 회전해야 하며 이러한 회전 차를 보상받지 못할 경우 바깥쪽 바퀴가 끌리는 현상이 발생하는데 이를 방지하기 위해 디퍼렌셜 기어가 필요하다. 현재 디퍼렌셜 기어는 디퍼렌셜 케이스와 링기어를 볼트로 체결하는 조립 공법을 통해 생산되고 있다. 하지만 볼트 체결 공법은 조립을 위한 볼트와 볼트 체결을 위한 플랜지와 볼팅을 위한 홀을 가공하는 공정이 필요하기 때문에 재료비 절감 및 생산 효율 향상에 매우 불리하고 볼트체결을 위한 부분 때문에 불필요한 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기계적 체결 방식을 레이저 용접 방식으로 대체하여 재료비를 절감하고 무게 저감을 통해 주행성능을 향상시키고자 하였다. 링기어의 소재는 침탄처리강(SCM420H)이며 디퍼렌셜 케이스의 소재는 주철(GCD500)을 사용하고 있다. 주철은 용접시 용접부와 열영향부에서 마르텐사이트 조직과 레데브라이트, 시멘타이트 조직이 생성되며 고탄소 모재의 탄소 확산으로 인한 부분 혼합영역에서 탄소 합금이 생성되어 균열이 발생하는 등 용접성이 매우 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 주철의 난용접성을 해결하는 방법으로는 고탄소 모재 용접시 발생하는 탄소의 확산을 억제하거나 예열이나 후열 처리를 통한 냉각 속도의 제어하는 방법과 오스테나이트 안정화 원소를 첨가한 필러와이어를 사용하여 용접시 마르텐사이트와 시멘타이트의 성장을 방해하는 방법 등이 이용되고 있다. 본 연구에서는 예열처리나 후열처리를 통한 주철의 용접법은 대량 생산을 통한 원가절감을 노리는 자동차 업계의 특성에 비추어 볼 때 비용이나 프로세스 구성 면에서 적용하는 것이 어려울 것이라 판단하여 Ni-base filler metal을 통한 주철의 용접법을 선택하였고 그 결과 실차에 적용하기 위한 비틀림 강성 테스트나 내구 테스트는 통과하였으나 NVH 테스트 결과 볼팅 체결 방식에 비하여 소음이 커지는 문제가 발생하고 링기어의 HAZ부가 고경화 되는 문제가 발생하였다. 때문에 용입깊이를 초기 시제품인 5mm에서 4mm로 변경시켜 입열량 감소 및 용접변형을 줄여 소음 문제를 해결하고자 하였으며 링기어의 침탄층을 1mm 절삭하여 링기어 HAZ부의 고경화 문제를 해결하고자 하였다. 이러한 용접 구조 변경이 용접변형 및 강성과 피로에 미치는 영향력을 알아보고자 용접 및 열처리 상용 소프트웨어인 SYSWELD, 구조해석 상용소프트웨어인 NX_NASTRAN, 피로 해석 상용 소프트웨어인 FEMFAT을 이용하여 시뮬레이션 하였고 실제 구조 변경한 용접 시제품과 비교, 분석하였다.