• 한국정밀공학회지
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• 제25권8호
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• pp.96-103
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• 2008

In this study, we performed the biomechanical analysis of cervical plate systems by using a computer simulation based on finite element method to derive reliable model by analysis of design variables and fatigue behavior. To simulate the cervical spine movement in-vivo state by surgery, we modeled the cervical plate system which consisted of screws, rings, rivets, and plate and Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Block. The experiment of cervical plate system followed the ASTM F1717 standards that covered the materials and methods for the static and fatigue testing. The result of computer simulation is compared with experimented test. We expected this study is to derive reliable results by analysis of design variables and fatigue behavior for developing a new model.

• 자동차안전학회지
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• 제14권3호
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• pp.30-34
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• 2022

The CFT(Cornering Fatigue test) and RFT(Radial Fatigue Test) are tests for evaluating the endurance of the disc and rim region of the wheel. In recent, automobile wheel safety standards have been revised and the applied load and target life criteria are different from existing conditions. The verification evaluation of all wheels requires a lot of time and cost. In this study, the endurance severity of each test was compared through strain-life approach by selecting 4 steel and 8 aluminum wheels.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.935-941
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• 2016

고온기기의 부재로 널리 사용되는 인코넬 718을 사용하여 UNSM 표면처리법에 의한 처리효과를 기기의 사용조건을 고려한 실온, $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ 및 $600^{\circ}C$ 의 세 가지 온도레벨하의 대기 중에서 고온피로 시험을 실시하여 각 시험편의 온도에 따른 피로특성을 연구하였다. 이때 고온회전굽힘피로시험(R=-1)은 할로겐(Halogen) 램프를 사용한 집광식인 가열방식을 선택한 새로운 피로시험기를 사용하였다. 인코넬 718의 고온피로강도는 상온에 비하여 감소하였다. 그러나 설계응력레벨에서는 상온의 내구한도와 유사한 경향을 나타내었다. UNSM 처리된 고온피로특성은 미처리재에 비하여 설계응력레벨에서 크게 향상되었다. 미처리재의 $300^{\circ}C$와 $500^{\circ}C$ 사이의 온도 영향은 거의 없었지만, $600^{\circ}C$에서는 높은 응력레벨에서 피로수명이 짧아졌지만, 낮은 설계응력레벨에서는 상온의 S-N선도보다 피로수명이 증가되는 경향을 나타내었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.62-62
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• 2017

모터와 스크류를 이용한 경량 식혈기를 처음으로 개발함에 따라 실제 산림의 식재 시험에서 발생될 수 있는 것은 감속기와 스크류의 연결부분의 파괴이다. 이 감속기 축의 파괴는 토양내부의 큰 자갈로 인해 스크류가 낄 경우 식재봉을 좌우로 흔들게 되면 가장 취약한 부분인 스크류와 감속기의 연결부위에 가장 강한 모멘트가 걸리게 된다. 물론 작업자의 부주위가 원인이기도 하지만 감속기(K6G30C. Korea)의 축 지름이 8mm이므로 식재봉을 좌우로 흔들면 굽힘파괴가 일어날 가능성이 높다. 감속기의 축이 파괴가 되지 않게 하는 방법은 재료의 강도가 높은 새로운 감속기를 찾은 일과 기존 감속기의 축을 굽힘응력에 안전하게 대응할 수 있게 설계를 하는 방법이 있다. 본 연구에서는 전자에 대한 조사와 동시에 후자에 대한 설계와 제작을 수행하여 기 제작된 경량식혈기와 비교 분석하였다. 스크류 축의 굽힘응력에 대한 대응 방법으로 감속기 축의 보강방법은 감속기 축에 식재봉으로 부터 굽힘응력이 직접 전달되지 않게 하기 위해 모터 하우징의 하부 위치에 감속기 축을 감싸는 Radial Bearing을 결합하였다. 그리고 스크류의 축은 상단의 지름을 크게 키운 상태로 감속기의 축에 연결하는 방법으로 설계하였다. 이때 식혈봉으로 부터 걸리는 모멘트는 스크류의 상단 지름에 걸리게 되는데 상단부는 모터 하우징의 하단과 단단하게 결합함으로써 감속기 축을 보호하게 되고 또한 감속기 축의 길이에서 Bearing과 스크류 상단부 큰 지름이 각각 반반씩 보호하는 형태로 설계하였다. 이와 같이 감속기의 축을 보강한 경우 종전의 식혈기보다 무게가 무거워지게 된다. 즉, 1차 식혈기 무게는 3.38kgf, 2차 시작기는 3.28kgf, 축 강도가 보강된 3차 시작기는 무게가 3.87kgf로 증가되었다. 따라서 종전보가 약 600g 증가되어 다소 무거운 느낌이 들었다. 여기서 리듐 폴리머 배터리와 가방의 무게 3.23kgf를 부가하면 1차, 2차, 3차 시작기의 무게는 각각 6.61kgf, 6.51kgf, 7.1kgf로 나타났다. 따라서 굽힘응력에 대한 보강의 방안으로 설계된 무게 과다가 현장 시험에서 작업자의 피로도 증가와 작업의 비효율성이 예상되어 포트묘의 현장 식재시에 이에 대한 평가를 수행하여 비교 분석할 예정이다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.117-122
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• 2004

The fatigue life in wheels was predicted by simulating the experimental method using Finite-Element analysis. Based on a high frequency fatigue property, calculations of the stresses in wheels were performed by simulating the rotating bending fatigue test. Wheels made of an aluminum alloy(A356.2) were tested using a bending fatigue tester. Results from bending fatigue test showed a linear correlation between bending moment and stress amplitude. Consequently, Finite-Element calculations were performed by a linear analysis. In order to find stress-cycles curves, spoke parts of wheel were tested using a rotary bending fatigue tester. Also, highly accurate Finite-Element analysis requires regression lines and confidence intervals from these results. In conclusion, if the fatigue data related to the material and manufacturing procedure are reliable, the prediction on fatigue lift in wheels can be carried out with high accuracy.

• 한국해양공학회지
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• 제12권1호
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• pp.32-38
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• 1998

This paper is to investigate of microhardness, adhesive strength, tensile strength, and fatigue strength of ceramic sprayed steel. Rotary bending fatigue tests have been conducted at room temperature in air and 3% NaCl solution using specimens of carbon steel(S45C) with sprayed coating layers of Ni-4.5% Al(under coating) and $TiO_2$ (top coating). The microhardness has been improved at $800^{\circ}C$ heat treatment and 150mm spraying distance. Tensile strength of the sprayed steel is dependent on the substrate strength. The fatigue strength of the sprayed steel is larger than that of substrate due to blasting and constraint surface of plastic deformation effect. In low stress level, the corrosion fatigue strength of the sprayed steel were lower than that of fatigue strength in air by corrosion.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권8호
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• pp.106-112
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• 1999

It is very important to have exact informations on the properties and characteristics of the sintered steel as a new material of machine elements. The bending fatigue tests are performed for the sintered steel bend specimens of various densities 6.6 to 7.0 g/$cm^3$ and the sintered spur gear to consisted of Fe-Cu-C. The fatigue test at a constant stress amplitude is performed by using an electrohydraulic servo-controlled pulsating tester. Consequently, the S-N curves are obtained. The fatigue strength S for fatigue life N of the specimen with the initial length of crack ai is simulated, and they are shown as N-S-A curves. This study investigate the crack growth characteristics by experiments and present crack growth simulation method for sintered gear

• 한국철도학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.266-271
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• 2012

본 연구는 빠르게 대중화 되어가는 철도의 주행안전성과 승차감 개선을 목적으로 수행하였다. 가스압접을 실시하는 장대레일의 강도 안전성을 확보하기 위하여 인장시험과 회전굽힘시험을 실시했다. 실험을 통하여 가스 압접부의 인장강도를 결정하는 요소는 가해진 압력보다 업셋길이의 변화에 기인하며, 업셋길이가 늘어남에 따라서 취성파괴에서 연성파괴가 발생하는 것을 관찰했다. 파단면의 조직검사를 통해 그 면에 존재하는 취성파면의 유무에 따라서 강도 안전성을 용이하게 평가할 수 있었다. 회전굽힘시험 결과 업셋길이 25mm에서 373MPa의 우수한 피로한도가 나타났으며, 무한수명을 얻을 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권12호
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• pp.1-7
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• 2020

An experimental evaluation of bending fatigue strength for austempered ductile iron (ADI) spur gears was performed using a Zwick fatigue tester. The gear material was manufactured using vertical continuous casting, resulting in the radius of the graphite grains being smaller. The stress-number of cycles curve (S-N curve) for the bending fatigue strength of the ADI spur gears thus manufactured, without any specific surface treatments, was obtained using post-processing software. It was observed that when the reliability was 50%, the allowable root stress was 610 MPa. was calculated using an analytical method as well as the finite element method, and the difference between the values calculated using the two methods is only 7%. This study provides a reliable basis to rate the reliability design of small gearboxes in automation in the future.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.383-390
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• 2020

다양한 산업분야에서 전자기판과 전장품의 기계적 체결을 위해 적용되는 웨지락(Wedge Lock)은 우주용 전장품에서도 장·탈착 용이성, 발사진동저감 효과 때문에 폭넓게 적용되고 있다. 그러나 기판의 가장자리에만 제한적으로 구속 가능한 장착 조건 때문에 기판의 크기가 증가할수록 극심한 발사환경에서의 굽힘거동에 의한 전자소자 솔더부의 피로수명 보장에 한계가 존재한다. 종래에는 상기 굽힘거동 최소화를 위해 기판에 별도의 보강재를 적용하였으나, 이는 전장품의 무게 및 부피증가가 불가피하다. 본 연구에서는 상기 한계점을 극복하고자, FR-4 재질의 박판을 기판의 배면부에 다층으로 적층하고, 각 층간에 점탄성 테이프를 적용하여 발사환경에서 소자의 피로수명 확보에 유리한 고댐핑 적층형 전자기판을 제안하였다. 본 적층형 기판의 설계 유효성 검증을 위해 상이한 온도조건에 따른 자유감쇠시험 및 인증 수준의 발사진동시험을 수행하였으며, 시험 결과에 기반한 고집적화 소자의 피로수명을 예측하였다.